教堂是1910年法国传教士艾赉沃出资、德国传教士吴若瑟设计并主持修建的。圣心堂设计合理，施工精良，历经百年沧桑而坚固如初，其十字形的布局，券顶的拱形结构和宽厚的砖石墙体体现了西方教堂的建筑艺术特征。教堂平面呈十字形，高耸入云的三角架高达25米。教堂以青砖青石构筑，室顶券成窟窿顶，而屋面为中国传统的抬梁式重檐结构。教堂的主要部分为前廊、礼拜堂、钟楼、音乐楼、更衣室等。两钟楼间矗立着高大的三角架作为建筑的外装饰，三角架中间装饰着神龛，顶端是高耸的十字架。教堂的主体部分是礼拜堂，宽敞高大，雄伟壮观。堂内北端是弥撒台，置放各类精美法器。墙上装饰着耶稣、圣母玛利亚的神像。教堂末端的圣殿叫“奥堂”，是主教做弥撒时更衣的场所。