广州石室圣心大教堂坐落于广州市区中心一德路。圣心大教堂于1863年6月18日圣心瞻礼日正式举行奠基典礼，故命名圣心大教堂。历时25年始建成，是天主教广州教区最宏伟、最具有特色的一间大教堂。石室圣心大教堂由法国设计师设计，中国工匠建造而成。
教堂建筑总面积为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。是天主教广州教区最大教堂，国内现存最宏伟的双尖塔哥特式建筑之一，东南亚最大的石结构天主教建筑，也是全球四座全石结构哥特式教堂建筑之一，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”。

  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，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。

  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，恭亲王奕忻与法政府鉴署附加协议确定广州圣心大教堂的建立，咸丰帝下诏批准了协议。

  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。

  圣心大教堂几乎具有哥特式教堂的所有构图元素，既有早期建筑风格的彩色玫瑰窗、透视门等，又具中、晚期建筑风格的双钟楼尖塔等。另外，尖顶拱券、飞扶壁、石束柱等构件运用得得心应手，构图的完美，比例的准确，使其成为屹立于东方的一个非常纯正的欧洲中世纪天主教堂。

  教堂建筑总面积为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，是天主教广州教区最大教堂，国内现存最宏伟的双尖塔哥特式建筑之一，东南亚最大的石结构天主教建筑，也是全球四座全石结构哥特式教堂建筑之一，当时耗资40万法郎，可与闻名世界的法国巴黎圣母院相媲美。

  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。