石室圣心大教堂位于广州市区中心的一德路，该教堂建于1863年，落成于1888年，历时25年始建成，至今有130多年的历史。教堂的全部墙壁和柱子都是用花岗岩石砌造，所以又称之为“石室”或“石室耶稣圣心堂”、“石室天主教堂”。教堂周围，一年四季树木常青，鲜花簇拥，五彩缤纷。石室圣心大教堂由法国设计师设计，中国工匠建造而成，教堂属"哥特"式建筑。
石室圣心大教堂是天主教在广州教区较大的教堂，也是全球四座全石结构哥特式教堂建筑之一（另外三座是巴黎圣母院、威斯敏斯特教堂、科隆大教堂），于1996年被公布为全国重点文物保护单位，是广东省重点文物保护单位。
石室圣心大教堂总面积为2754平方米，东西宽35米、南北长78.69米，由地面到塔尖高58.5米，石室圣心大教堂1861年耗资40万法郎建立，可与闻名世界的法国巴黎圣母院相媲美。由于教堂的全部墙壁和柱子都是用花岗岩石砌造，所以又称之为“石室”或“石室耶稣圣心堂”、“石室天主教堂”。
圣心堂原占地6000多平方米，除教堂外，还有医院、神学院及中、小学校等房舍，现存教堂、主教府和东西的颐铎堂，门前为广场，周边为商铺及民居。教堂平面呈拉丁十字形，坐北向南，分为3层。
底层开3个尖拱券门，门框外有层层退入的7对柱线与7层尖拱肋，中部正中有直径6米、石雕镂空的玫瑰窗。东西两侧的墙下方分别刻有“Jenuslem1863”和“Roma1863”拉丁文。二层当中是一用石头雕刻镂空的圆形玫瑰窗。
三层为钟楼，一对八角形的尖形塔顶高峻陡峭，大钟楼装有四具从法国运来的大铜钟；西边钟楼的西、南、北三个塔面安装有罗马字钟面的时钟，东边钟楼内悬挂着以圣母玛利亚命名的铜钟组；堂内以二排纵向束柱把空间分为中厅和侧廊，采用尖形肋骨十字拱顶，东西两侧的外墙建有飞拱和飞扶壁，凌空斜撑。整座建筑的尖形拱窗、玫瑰窗、女儿墙及室内装饰精细，束柱的柱头以变形的麦穗作装饰，束柱柱础并在一起表示坚如磐石；出水口为中国传统风格的石狮式样。
石室教堂正面是典型的左右三段式和上下三段式格局，基座是三座尖拱门，中央大门最大，左右门对称，这三座门及东西两侧的横门都是层层叠叠的尖券门，具有很强的透视效果。门楣上有精致的石雕图案，中间是硕大的玫瑰花窗，两侧对称的窗子和三楼的两扇窗都是合掌式的，与大门一样的暗红色，同样装饰尖券，在上下两部分之间，都刻有排列有序的栏杆。
走进教堂，左右各有10根巨型石柱支撑交叉、急剧上升的尖拱，使整个教堂内部保留着和外观一致的向上的升腾感觉。堂顶中间最高，两侧稍低，呈现起伏的态势。从大门向祭坛方向，由于石柱的排列和堂顶的尖拱结构，整个大堂有一种向上和向前延伸的感觉，渲染出庄重的宗教气氛。
石室中正面、东面、西面各有直径7米的圆形玫瑰花窗，用深红、深蓝、紫黄等玻璃镶嵌。窗花心为一小十字，共有放射花瓣24瓣，花瓣之间顶尖上有12个小圆，圆之间又有12个小十字，组成一朵玫瑰图案。正面大门上面和四周墙壁分布的花窗棂，都是合掌式，彩色玻璃窗历经百年，多有损坏，多用国产的蓝绿色玻璃修补。而在当时，这些玻璃窗上所绘的是圣经故事。
石室的平面为拉丁十字形平面。在远古时代，“十”字在世界各地都是太阳和火的象征，也即光明的象征；后成为基督教的标志。石室的平面采用拉丁十字形，但两翼突出较少，这是法国教堂常见的平面形制，与英国教堂平面的两翼突出很长有显著区别。
拉丁十字平面的教堂也被比拟为一个神秘的人体。左右的两个侧厅相当于两臂；唱诗班所在的位置，相当于人的胸部，是心脏部分；而中殿及两侧的侧廊，相当于身体的下半部分。后堂则象征人的头部和大脑。后堂代表着基督教圣灵的精神性空间，而教堂的其余部分，则代表着世俗世界的物质性空间。
双塔
石室圣心大教堂正面是一对高耸的尖顶石塔，象征升向天堂，皈依天主；正立面的钟楼上耸立尖塔，是哥特式教堂建筑风格的特征，也是建筑造型艺术魅力的内是尖形肋骨高叉的拱形穹窿；尖塔为空心的八角形锥体，用石块砌成，其下是三层楼房，尖塔越往上越陡峭，最后像锥尖刺向苍穹。
石室
通常的哥特式建筑，石柱一般称作束柱，感觉是一束柱子被捆绑在一起。从外观上看，石室的石柱似乎和普通束柱有所区别，这里的每根石柱都是由整块的花岗岩垒成，石面之间严丝合缝，对榫准确，石块之间是用桐油糯米浆粘合。
彩色窗户
教堂正立面和东西侧立面各有一个直径近7米的圆形玫瑰花窗。所有门窗都以法国制造的较深的红、黄、蓝、绿等七彩玻璃镶嵌。这玻璃可避免室外强光射入，使室内光线终年保持着柔和，形成慈祥、肃穆的宗教气氛。这正是哥特式教堂的特色之一。
教堂的真正指挥完成建造全是由广东揭西坪上镇尖田村的石匠——客家人蔡孝所完成的，看到的这幢奇特的哥特式建筑里，又溶入了不少中国元素，整座教堂的建造，全用了中国的土办法糯米桐油代替水泥，这样既防水又牢固，穹顶石块也从中凿双孔中用铁枝穿起来，这样更牢固，教堂楼顶的出水口，也改成了中国狮子造型，地板也改掉了原先设计的石块改成广东大阶砖，这样防湿性更好，门上也刻上了广式木雕。
周二~周五：8:30~11:30，14:30~17:00
周六、周日：8:30~17:00
周一不开放
平日弥撒
周一至周六：上午06:45~07:30（广东话）
前夕弥撒
星期六：
上午06:45~07:30（广东话）
下午19:30~20:30（普通话）
生日弥撒
星期天：
上午06:45~07:30（广东话）
上午08:30~09:45（广东话）
上午10:30~11:45（普通话）
下午15:30~16:50（英语）
公交：乘坐4、8、61、82、238、823路公交车一德路站下；
地铁：地铁6号线到一德路站A出口步行470米即到；地铁2号线到海珠广场站B2出口步行590米即到。
自驾：一德路是西南走向的单行线，不推荐驾车进入一德路，大部分的车道基本被各种各样海味玩具批发的货车所占用。可以选择在万菱广场地下停车场或者人民南路的新中国大厦地下停车场停车。
1856年第二次鸦片战争爆发，英法联军攻陷广州，并把两广总督行署夷为平地，当时罗马教廷任命的两广教区“宗座监牧”传教士明稽章看中了被夷为平地的两广总督部堂地基，并要求划给他建教堂，但两广总督劳崇光拒绝了他的要求，于是明稽章请法军司令出面，写信威胁劳崇光如果1天以内不给土地给他，法军将实行全城戒严，于是1861年，中法不平等条约规定，法国人至通商各口岸地方其租地自行建礼拜堂学房。
明稽章曾回法觐见法皇拿破仑三世，得50万法郎专款。圣心大教堂土动工在1861年8月26日，并在1863年12月8日举行了盛大的奠基典礼。明稽章还专门从罗马和耶路撒冷运来泥土一公斤，表达天主教创立于东方之耶路撒冷，兴起于西方之罗马。教堂东侧墙角下“JERUSALEM1863”和西侧墙角下的“ROME1863”刻字依然清晰可见。
1864年法国教会专门请来两位建筑师VONUTRIN和HUMBERT主持，仿巴黎的圣克洛蒂尔德设计。到1888年教堂竣工，蔡孝已由原来二十几岁的小伙子变成了五十多岁的老人。但这已是比较短的教堂建筑时间了，巴黎圣母院建了87年，而德国科隆主教堂更是建了7个世纪才完成。
石室一共经历了两次重大破坏：第一次抗日战争期间，一架日机撞上了塔尖避雷针，撞在教堂前的沧海茶楼，并爆炸，部份拿破仑时期的彩色玻璃被震碎。
第二次才算是颠覆性的破坏，在文化大革命中，石室遭到了重大破坏，所有宗教油画被撕掉，抗战后剩下的部份拿破仑时期的彩色玻璃全被打碎，花窗被打碎，所有经书和讲道用有跪板的长椅堆成小山在教堂里焚烧掉，石壁石柱部份被烧得爆裂，历经数次修复，但仍有烧痕。楼顶的狮头排水口全用铁锤打碎，文革期间，这里一度成了垃圾处理场。1979年7月，市政府重新落实了宗教信仰政策，开始筹备重新开放石室。广大信徒过着正常的宗教生活，世界各地的信徒和游人也到石室观光。
圣心大教堂建成后总共大修了三次：第一次是1920年代，将石室屋顶及大梁、东西塔楼楼梯等木结构全部改成混凝土钢筋结构。
第二次是1980年代，由国务院宗教事务局（国家宗教事务局）先后拨款15万元维修教堂。但因长期风吹雨打、漏雨和年久失修等原因，教堂再度伤痕累累，部分结构和构件严重损坏。
2004年7月，石室教堂第三次大修开工，已于2006年秋季完成并重新开放。此次大修费用达2000万元。大修前，石室教堂只能用一些普通玻璃代替花窗，此次修复的一大重头戏就是全部换上专从菲律宾定制的98扇特殊玻璃，这些玻璃可是“价比黄金”，700平方米共耗资430万元。而玻璃图像则以《旧约》、《新约》里的故事、代表人物为原型，刻画了包括耶稣诞生、耶稣受洗、最后晚餐等约60个圣经故事。大修中教堂又重新安装了机械大钟，现已开始运行。此外还对教堂的楼梯、信道、梁架进行整修，内外墙花岗岩以人手进行翻新清洗、修补石柱、天顶、祭台、告解亭、唱经楼、照明线路、灯光等全部室内配置。
