Il centro dell'organizzazione giudiziale era costituita dai Tribunali dell'inquisizione

Ogni tribunale era presieduto da due giudici investiti di pari potere, ma che agivano disgiuntamente. 
Si trattava di solito di domenicani o francescani designati dai superiori dei loro rispettivi ordini. 
Per svolgere le loro funzioni, questi inquisitori-giudici avevano a disposizione numerosi testi pontifici, manuali e trattati, come ad esempio la "Pratica Inquisitionis" dell'inquisitore Bernardo Gui (1324) e il "Malleus Maleficarum" ("Il Maglio delle Streghe"), opera dei  domenicani Heinrich Kramer e Johann Sprenger (1486). Tale sistema processuale, nel quale le funzioni istruttorie e decisionali erano affidate ad un giudice monocratico, perdurerà per tutto il Medioevo, e mai, contrariamente a quanto spesso si ritiene, verranno svolte da un tribunale, inteso come organo collegiale. 
L'Inquisitor, era un giudice straordinario che giudicava in materia di "depravazione eretica" per espresso incarico conferitogli dal Pontefice.
Alla fine del 1233, nella parte meridionale della Francia (Avignone, Toulouse, Carcassone...), dove esistevano forti contingenti di Valdesi e di Catari, vennero istituiti i primi tribunali.

Tra i più famosi inquisitori che li impersonarono, emergono per ferocia ed efferatezza Torquemada, Guglielmo di Valenza, Pietro di Marseillan, Ferrier, soprannominato "Martello degli eretici", il domenicano Guglielmo Arnaud, il francescano Raimond Escriban, Bernardo di Caux, Giovanni di Saint Pierre, Roberto il Bougre e Bernardo Gui, del quale ci resta il già citato "Manuale dell'inquisitore". L'inquisizione conosce il suo apogeo nel XIII secolo.
La procedura inquisitoriale iniziava al momento dell'arrivo degli Inquisitori in una località. Venivano emanati due editti, uno di "fede", che invitava tutti i fedeli a denunciare gli eretici, ed uno di "grazia", che concedeva un arco di tempo (un mese) affinché essi si presentassero spontaneamente. Scaduto questo termine, si accettavano denunce da parte di chiunque, compresi i criminali comuni. 

Di solito veniva considerata sufficiente l'accusa formulata da due informatori. La citazione dei sospetti si faceva attraverso il parroco del loro luogo di residenza. Il rifiuto a comparire comportava la scomunica temporanea che diveniva definitiva dopo un anno. 
A questo punto l'inquisitore sottoponeva l'imputato, previo giuramento di dire la verità, ad interrogatorio. 
Per indurlo a confessare, gli inquisitori usavano diversi mezzi: ripetuti interrogatori, il carcere "duro", la privazione del mangiare e del bere, il ricorso alla delazione di terzi e, naturalmente, alla tortura, che chiamata in modo eufemistico "domanda", venne ufficialmente riconosciuta e applicata, per disposizione di Innocenzo IV, a partire dal 1252.

A chi confessava ed era disposto a fare atto di abiura sottomettendosi, invece del perdono, così ampiamente predicato dalla Chiesa, venivano inflitte pene quali multe, flagellazioni, imprigionamenti e obbligo di indossare un "segno di infamia" che condannasse all'ostracismo sociale. Chi invece difendeva la propria libertà di credo, rifiutando di ammettere una colpa inesistente, veniva condannato alla pena capitale, naturalmente accompagnata dalla confisca totale dei beni.
Terminato il processo, nel corso di un'assemblea solenne pubblica e ufficiale, chiamata «Sermo generalis» o, in Spagna «Auto da Fé», previa consultazione di una giuria composta da religiosi secolari e regolari e da giureconsulti laici, veniva emessa la sentenza.

Nel caso delle condanne a morte, il Clero pronunciava la sentenza ma, sulla falsariga di Ponzio Pilato, ne delegava l'esecuzione alle autorità civili, onde evitare di sporcarsi le mani di sangue, esimendosi, però, dal considerare che 
« assassino non è soltanto il boia, ma altresì colui che ne arma la mano ».
Nel 1256, il pontefice Alessandro IV accordò infine agli inquisitori il diritto di scomunicarsi a vicenda.... è il parossismo della loro potenza.
Dalla fine del XIII secolo, l'inquisizione, vuoi per aver raggiunto i suoi scopi con la distruzione dell'eresia, vuoi per essere divenuta troppo potente e spietata, si incamminò verso un rapido declino.
Nel 1312, il papa Clemente V, per arginare lo strapotere degli inquisitori e del loro enorme prestigio divenuto troppo pericoloso per la stessa Chiesa, dispose che da tale momento i vescovi avrebbero dovuto collaborare con loro nel compimento di tutti gli atti processuali più importanti e nei casi di ricorso alla tortura. Ciò segnò la fine del loro potere.