Vật liệu

Trong quá trình xây dựng, toàn bộ vật liệu xây dựng từ xi măng, sắt thép đến ốc vít đều mang từ Pháp sang. ngoài của công trình xây bằng loại gạch đặt làm tại Marseille để trần, không tô trát, không bám bụi rêu, đến nay vẫn còn màu sắc hồng tươi. Một số ngói vỡ trong nhà thờ có in hàng chữ Guichard Carvin, Marseille St André France (có lẽ là nơi sản xuất loại ngói này), mảnh ngói khác lại có hàng chữ Wang-Tai Saigon, có thể đây là mảnh ngói được sản xuất sau tại Sài Gòn dùng để thay thế những mảnh ngói vỡ trong thời gian Chiến tranh thế giới thứ hai do những cuộc không kích của quân Đồng Minh. Toàn bộ thánh đường có 56 ô cửa kính màu do hãng Lorin của tỉnh Chartres (Pháp) sản xuất.

Thiết kế

Móng của thánh đường được thiết kế đặc biệt, chịu được tải trọng gấp 10 lần toàn bộ kiến trúc ngôi nhà thờ nằm bên trên. Và một điều rất đặc biệt là nhà thờ không có vòng rào hoặc bờ tường bao quanh như các nhà thờ quanh vùng Sài Gòn - Gia Định lúc ấy và bây giờ.

Nội thất nhà thờ

Nội thất thánh đường được thiết kế thành một lòng chính, hai lòng phụ tiếp đến là hai dãy nhà nguyện. Toàn bộ chiều dài thánh đường là 93m. Chiều ngang nơi rộng nhất là 35 m. Chiều cao của vòm mái thánh đường là 21 m. Sức chứa của thánh đường có thể đạt tới 1.200 người.

Nội thất thánh đường có hai hàng cột chính hình chữ nhật, mỗi bên sáu chiếc tượng trưng cho 12 vị thánh tông đồ. Bàn thờ nơi Cung Thánh làm bằng đá cẩm thạch nguyên khối có hình sáu vị thiên thần khắc thẳng vào khối đá đỡ lấy mặt bàn thờ, bệ chia làm ba ô, mỗi ô là một tác phẩm điêu khắc diễn tả thánh tích. Ngay sau hàng cột chính là một hành lang và kế đó là nhiều nhà nguyện nhỏ với những bàn thờ về các thánh (hơn 20 bàn thờ) cùng các bệ thờ 14 chặng Đàng Thánh Giá làm bằng đá trắng khá tinh xảo, được bố trí như sau (nhìn từ cổng trước vào nhà thờ):

cánh trái	Cung Thánh	cánh phải
Đức Mẹ Fátima	gian ghế ngồi của giáo dân	Thánh Giuse
Kitô Vua	Lòng Chúa Thương Xót
Thánh Anna	Thánh Patrick
Thánh Têrêsa	Đức Mẹ Hằng Cứu Giúp
Tổng lãnh thiên thần Micae	Các thánh tử đạo Việt Nam
Đức Mẹ Lộ Đức	Thánh Antôn thành Padova

Trên tường được trang trí nổi bật 56 cửa kính mô tả các nhân vật hoặc sự kiện trong Thánh Kinh, 31 hình bông hồng tròn, 25 cửa sổ mắt bò bằng kính nhiều màu ghép lại với những hình ảnh rất đẹp. Tất cả các đường nét, gờ chỉ, hoa văn đều tuân thủ theo hình thức Roman và Gôtich, tôn nghiêm và trang nhã. Tuy nhiên, trong số 56 cửa kính này hiện chỉ còn bốn cửa là nguyên vẹn như xưa, còn các cửa kính màu khác đều đã được làm lại vào khoảng những năm 1949 để thay thế các cửa kính màu nguyên thủy của nhà thờ đã bị bể gần hết trong thế chiến thứ 2.

Dòng chữ Latin nơi cổng chính: DEO OPTIMO MAXIMO BEATIEQUE MARIŒ VIRGINI IMMACULATŒ
Nghĩa là: Thiên Chúa tối cao đã ban cho Maria được ơn Vô Nhiễm Nguyên Tội.
Bên dưới cho biết năm khánh thành (1880)

Còn trên trán tường của cửa vào bên phải có những hàng chữ bằng tiếng Hoa, thật ra đó là hai câu đối: "Nhà thờ Thiên Chúa đầy ân đức - Thánh mẫu vô nhiễm nguyên tội". và hàng chữ nói tới năm khánh thành nhà thờ 1880. Nội thất thánh đường ban đêm được chiếu sáng bằng điện (không dùng đèn cầy) ngay từ khi khánh thành. Vào ban ngày, với thiết kế phối sáng tuyệt hảo, hài hòa với nội thất tạo nên trong nội thất thánh đường một ánh sáng êm dịu, tạo ra một cảm giác an lành và thánh thiện.

Lao công quét dọn phía sau nhà thờ

Ngay phía trên cao phía cửa chính là "gác đàn" với cây đàn organ ống, một trong hai cây đàn cổ nhất Việt Nam hiện nay. Đàn này được các chuyên gia nước ngoài làm bằng tay, thiết kế riêng, để khi đàn âm thanh đủ cho cả nhà thờ nghe, không nhỏ mà cũng không ồn. Phần thân đàn cao khoảng 3 m, ngang 4 m, dài khoảng 2 m, chứa những ống hơi bằng nhôm đường kính khoảng một inch. Phần điều khiển đàn nằm riêng nối với thân đàn bằng những trục, có những phím đàn như đàn organ bình thường và những phím to đặt dưới sàn nhà (dài chừng 3 m, ngang khoảng 1 m) để người điều khiển đàn đạp lên khi dùng nốt trầm. Đàn còn có những thanh gõ lớn để đập vào phần dưới các ống hơi phát ra âm thanh. Hiện nay, cây đàn này đã hoàn toàn hỏng do bị mối ăn phần gỗ bàn phím điều khiển bằng tay.

Tháp chuông

Hai tháp chuông vươn cao nhìn từ phía sau

Ban đầu, hai tháp chuông cao 36,6 m, không có mái và chỉ có độc một chiếc cầu thang hẹp chừng 40 cm bề ngang. Nội thất gác chuông rất tối và sàn được lót sơ sài bằng những miếng gỗ nhỏ cách khoảng, nhìn xuống thấy sâu hút. Vào năm 1895, thánh đường xây thêm hai mái chóp để che gác chuông cao 21 m, theo thiết kế của kiến trúc sư Gardes, tổng cộng tháp chuông cao 57 m. Có tất cả sáu chuông gồm sáu âm, treo trên hai tháp chuông. Bộ chuông này được chế tạo tại Pháp và mang qua Sài Gòn năm 1879. Từ ngoài nhìn vào, trên tháp bên phải treo 4 quả chuông (sol, đô, rê, mi); tháp bên trái treo 2 chuông (la, si). Trên mặt mỗi quả chuông đều có các họa tiết rất tinh xảo. Tổng trọng lượng bộ chuông là 27.055 kg tức khoảng 27 tấn, nếu tính luôn hệ thống đối trọng (1.840 kg) được gắn trên mỗi quả chuông thì tổng trọng lượng của bộ chuông sẽ là 28.895 kg.

Các quả chuông

Tên	Khối lượng	Đường kính miệng	Vị trí
Đô	4315 kg	169 cm	Tháp phải
Rê	2194 kg	145 cm	Tháp phải
Mi	1646 kg	125 cm	Tháp phải
Sol	8745 kg	225 cm	Tháp phải
La	5931 kg	190 cm	Tháp trái
Si	4184 kg	170 cm	Tháp trái

Các chuông đều được điều khiển bằng điện từ bên dưới. Riêng ba chiếc chuông lớn trước khi đánh đều được khởi động bằng cách đạp (vì quá nặng) cho lắc trước khi bật công tắc điện. Vào ngày thường, thánh đường chỉ cho đổ một chuông mi vào lúc 5 giờ sáng và đổ chuông re vào lúc 16g15. Vào ngày lễ và chủ nhật, nhà thờ thường cho đổ ba chuông theo hợp âm Mi, Rê và Đô (đúng ra là hợp âm ba chuông Mi, Đô và Sol, nhưng vì chuông Sol quá nặng nên thay thế bằng chuông Rê). Vào đêm vọng Lễ Giáng Sinh thì mới đổ cả sáu chuông. Tiếng chuông ngân xa tới 10 km theo đường chim bay.

Bộ máy đồng hồ trước vòm mái cách mặt đất chừng 15 m, giữa hai tháp chuông được chế tạo tại Thụy Sĩ năm 1887, hiệu R.A, cao khoảng 2,5 m, dài khoảng 3 m và ngang độ hơn 1 m, nặng hơn 1 tấn, đặt nằm trên bệ gạch. Dù thô sơ, cũ kỹ nhưng hoạt động khá chính xác. Để điều chỉnh đồng hồ, phía sau máy có một chiếc đồng hồ to cỡ đồng hồ reo trong gia đình. Chỉ cần theo dõi chiếc đồng hồ con này, có thể biết đồng hồ lớn chạy chậm, nhanh, đúng hay sai giờ. Mỗi tuần phải lên giây đồng hồ một lần và chiếc cần để lên giây đồng hồ giống như tay quay máy xe. Đồng hồ còn có hệ thống báo giờ bằng búa đánh vô các chuông của nhà thờ, tuy nhiên đã không còn hoạt động do dây cót quá cũ.

Công viên

Mặt trước Thánh đường

Mặt trước thánh đường là một công viên (Công trường Công xã Paris) với bốn con đường giao nhau tạo thành hình thánh giá, gần đó là Bưu điện Sài Gòn. Trung tâm của công viên là bức tượng Đức Mẹ Hòa bình (hay Nữ vương Hòa bình). Tượng do nhà điêu khắc G. Ciocchetti thực hiện năm 1959. Tên của tác giả được ghi ở trên tà áo dưới chân, phía bên trái của bức tượng. Bức tượng cao 4,6 m, nặng 8 tấn, bằng đá cẩm thạch trắng của Ý, được tạc với chủ đích để nhìn từ xa nên không đánh bóng, vì vậy mà toàn thân tượng, kể cả vùng mặt vẫn còn những vết điêu khắc thô. Tượng Đức Mẹ trong tư thế đứng thẳng, tay cầm trái địa cầu, trên trái địa cầu có đính cây thánh giá, mắt Đức Mẹ đăm chiêu nhìn lên trời như đang cầu nguyện cho Việt Nam và cho thế giới được hoà bình. Chân Đức Mẹ đạp đầu con rắn (mà hiện nay, đầu con rắn đã bị bể mất cái hàm trên). Trên bệ đá, phía trước bức tượng, người ta có gắn một tấm bảng đồng với hàng chữ Latinh:

“

REGINA PACIS - ORA PRO NOBIS - XVII. II. MCMLIX Nghĩa là: NỮ VƯƠNG HÒA BÌNH - CẦU CHO CHÚNG TÔI - 17.02.1959

”

Phía dưới bệ đá, người ta đã khoét một cái hốc chỗ giáp với chân tượng Đức Mẹ, trong đó có một chiếc hộp bằng bạc, chứa những lời kinh cầu nguyện cho hoà bình của Việt Nam và thế giới. Những lời cầu nguyện đó được viết lên trên những lá mỏng bằng những chất liệu khác nhau như bằng vàng, bạc, thiếc, nhôm, giấy, da và đồng, được gởi tới từ nhiều miền của Việt Nam, kể cả từ một số vùng ngoài miền Bắc.