教堂内部，地坪铺方砖，中间一条通道则铺花磁砖。门窗都是哥特尖拱式，嵌彩色玻璃，镶成图案和神像。中有祭台19座，中间大祭台是1919年复活节从巴黎运来，无论在宗教还是艺术方面，都有较高的价值。内部的顶部回廊，独特的网状设计结合了空气动力学原理，让近三层楼高的大厅上形状苍穹的顶部玻璃，无需人工刻意清洗亦可保持终年一尘不染。而该设计中最为巧夺天工之处在于，无论身处教堂哪个角落，即便用平常声音说话，亦能清晰传至教堂各处。屹立于中央祭台之巅怀抱小耶稣的圣母像，自1919年由巴黎制成后运抵上海之后百余年间，一直居高临下俯视全堂，整座教堂的中心。横廊的玻璃上贴着许多修女与信者手绘的七彩窗花，轻声细述着圣心和圣母心的故事的同时，当阳光照射进来，这些彩绘镶嵌玻璃窗艺术所凸现出来的光线的作用，在方砖上铺就起五颜六色一眼望不尽的七宝海洋。以致，当耶稣宣布说：“我就是世界的光！”时，那些在色彩斑驳的窗户上舞动的光便成为了上帝以及上帝与人之间道路的象征。即使是一个没有接受过任何科学理论和宗教学方面学习的农夫，亦能体验到自身与上帝之间的交流。
除了教堂本身，还值得一提的是它正前方的广场。由于年代久远，地基沉降，使人们从漕溪北路上西望教堂时视线受到阻碍，整体景观差强人意。所以在2016年政府斥重金做过一次大的改建。改建后，广场与教堂浑然天成，成为了后世的设计者对前世哥德式建筑风格画龙点睛的完善。从以前的婚纱摄影专供外景地，升级成了上海最具标志性的景点之一。
然而令它历久持新，引来倾慕无数的原因，真的只是为了一睹这广场和教堂，相距200年，两种截然不同建筑风格的水乳胶融？又或者，再一次应验了，山不在高有仙则名，水不在深有龙则灵，的古话？如果是后者，那么寄居在这里的，是仙是神亦或是精灵？而他又会在偌大的古刹中的哪一个角落？
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