Από την εποχή της Φραγκοκρατίας προέρχεται το μεγαλύτερο μέρος των βυζαντινών μνημείων που έχουν διασωθεί στο νησί, αρχίζοντας από το 1245 και τον Όσιο Ιωάννη τον Καλυβίτη στα Ψαχνά και φτάνοντας στο 1393, έτος διακόσμησης του ναού της Κοίμησης της Θεοτόκου στο Αλιβέρι. Ανάμεσά τους παρεμβάλλονται άλλες εννέα εκκλησίες. Ύστερα από πρόσφατη επισκευή, ο Όσιος Ιωάννης, κάποτε Καθολικό ομώνυμης μονής, έχει τη μορφή τρίκλιτης βασιλικής. Ο Άγιος Νικόλαος στον Πύργο, η Κοίμηση της Θεοτόκου στο Αλιβέρι και η Αγία Άννα στον Οξύλιθο είναι μονόχωροι καμαροσκέπαστοι ναοί. Η Μεταμόρφωση του Σωτήρα στο Πυργί, η Αγία Θέκλα στο ομώνυμο χωριό, η Κοίμηση της Θεοτόκου στον Οξύλιθο, ο Άγιος Δημήτριος στο Μακρυχώρι, ο Άγιος Δημήτριος στο Αυλωνάρι, ο Άγιος Νικόλαος στον Οξύλιθο και η Οδηγήτρια στις Σπηλιές ανήκουν στον τύπο του σταυρεπίστεγου ναού. Τέσσερις ναοί έχουν νεκρικό χαρακτήρα, που υποστηρίζεται από εικονογραφικό πρόγραμμα με σκηνές της Δέησης και της Δευτέρας Παρουσίας, με τα θαύματα του Παραλυτικού και του Τυφλού, με τον Χριστό ανάμεσα σε δύο αγγέλους, το όραμα του Αγίου Ευσταθίου, τον αρχάγγελο Γαβριήλ με το ανοιχτό ειλητάριο κ.ά.
Οι ιδιαιτερότητες της εικονογράφησης των εκκλησιών οφείλονται εν πολλοίς στην απουσία τρούλου. Σχεδόν παντού ο Παντοκράτορας έχει μεταφερθεί στο ιερό με τη μορφή του Παλαιού των Ημερών. Ο διάκοσμος εμπνέεται κυρίως από το Δωδεκάορτο. Στην τεχνοτροπία, η επαφή Ελλήνων και Βενετών εκφράζεται είτε με ασυνήθιστες λεπτομέρειες στην εικονογραφία είτε με την ιδιαίτερα ζωηρή ή πιο ανθρώπινη έκφραση των προσώπων. Πάντως δεν θα επηρεάσει τον βυζαντινό χαρακτήρα αυτής της ζωγραφικής.