圣心大教堂呈灰白色，其风格奇特，既像罗马式，又像拜占庭式，兼取罗曼建筑的表现手法。它洁白的大圆顶具有罗马式与拜占庭式相结合的别致风格，颇具东方情调
教堂前方的平台可以俯视巴黎。但是景色不怎么样
因为教堂是在山上，所以可以做这种缆车上下。
教堂内有许多浮雕、壁画和镶嵌画。圣坛上方是巨幅天顶壁画，高大的耶稣伸开双臂站立中央，身后有光环，头上方有展翅飞翔的和平鸽，再上方是呈倒影式的天父，只露头和双肩，头戴三层宝冠，右手结印，三指伸直，无名指和小指弯曲。耶稣两臂斜上方有两排天使恭敬站立，圣母随侍右侧，左侧为举旗天使，脚下为下跪的主教与卫士，他们的后面站着向上帝祈祷的各色人物
巴黎公社被镇压之后，两个资本家亚历山大·勒让蒂和他的妹夫于伯赫·豪奥建议修建一座纪念堂用以向公社保卫战中牺牲的同胞们献上他们崇高的敬礼。他们希望能以此举得到耶稣基督圣心的宽恕，以求他能原谅他们所犯的错误。1873年，巴黎的大主教，红衣主教吉百赫接受了他们的这个请求，随后国家众议会声明该建筑是所公共建筑，归巴黎市政府所有，而不归教会。圣心教堂最后选址在巴黎西北方的蒙马特高地的马赫蒂赫陵（Mont des martyres)上，为的是全巴黎都能看到它，全城人民都能够感受到上帝的护佑。
拥有3个拱门廊，在两侧装饰著圣女贞德与路易九世的骑马雕像。
