1863年耗资40万法郎，由法国设计师设计，中国工匠建造而成的天主教教堂。总面积为2754平方米，由地面到塔尖高58.5米，可与闻名世界的法国巴黎圣母院相媲美。它是全球四座全石结构哥特式教堂建筑之一（另外三座分别是巴黎圣母院、威斯敏斯特教堂、科隆大教堂），也是国内现存最宏伟的双尖塔哥特式建筑之一。1996年被公布为全国重点文物保护单位，目前也属于广东省重点文物保护单位。
由于教堂全部使用花岗石建成，而广州并不出产花岗石，教堂用尽了当时从香港九龙的牛头角及茶果岭开采出来的大麻石。在砌筑过程中，也并不采用当时在西方已相当成熟的水泥砂浆工艺，其仍然使用中国传统的糯米桐油砌筑方法，最终达到了基本等同的效果。石室朝向并没有如同欧洲绝大部分教堂那样坐东向西，而是继承了中国坐北朝南的格局。当站在石室前方时，可感受到其庄重、肃穆的氛围。
它的正面，有一对巍峨高耸的双尖石塔，西侧石塔装置时钟，而东侧石塔原本安放五个（现四个）法国运来的铜响钟。教堂的塔楼为双尖塔空心八角锥形，石块与石块之间用铁杆连接，尖塔顶端玲珑剔透。而在正面塔楼以下，有一个直径达7米的玫瑰花窗，窗棂雕琢秀巧，玻璃拼合得天衣无缝。这些玫瑰花窗由深红、深蓝、紫、黄等彩色玻璃用细雕石条镶嵌，每当阳光通过玫瑰花窗映照进内堂，能衬出五颜六色的丰富色彩。可惜，由于石室经历过三次劫难，原来镶嵌在上面的、从法国原装进口的拿破仑时代彩色玻璃已几乎被全部毁坏，现在我们所见的玻璃，均为2004年大修时专门从菲律宾定做进口的，玻璃经过高温处理，几可永不退色。
除此之外，教堂的侧面则是在保持纯粹“哥特式”风格的同时，被赋予了更丰富的元素，包括飞扶壁、斜撑飞虹、连锁尖拱，无数蓬勃向上的小尖亭和小尖塔，以及依次排列、表情各异栩栩如生的兽头。堂内石柱，均是由八根小圆柱合抱而成的束柱，支撑起将近三十米高的深邃空间，使得整座教堂显得更加高耸、空旷。
与欧洲天主教的大教堂对比，历经三次劫难的石室圣心大教堂还未拥有深刻的文化烙印，也少了一些高质量的壁画与雕塑等，但仍然值得国内的游客到此感受一番。需注意的是，石室教堂每天上下午对公众开放，在非弥撒时间，游客可随便参观，但教堂内部不能拍照，而且禁止穿着短裤短裙进入；弥撒举行期间则不准许在堂内随便走动，不过非天主教徒亦可以参与弥撒活动。
开放时间：
8：00－17：30
（弥撒时间）：
星期一至五：早上6:45（粤语/广州话）
星期六：下午4：00（韩语）
晚上7:30（国语/普通话）
星期日：早上6:30及8:30（粤语/广州话）
早上10:30（国语/普通话）
下午3:30（英语）
