“大三巴牌坊”是按着古希腊的巴洛克建筑风格设计建造的，呈现出叠柱式。高27米，宽23.5米，厚度达2.7 米，慢慢延伸的台阶增加了它的历史沉重感。其上上下下装饰性的圆石柱就有40根之多，犹如生来就是单独的艺术品。据史料记载，牌坊后面是大圆顶的教堂，教堂内有三座祭殿，均以白石铺砌而成。三大祭殿装璜精美，藏有许多艺术精品，教堂上建有钟楼和天台，站在天台上可以俯视整个澳门城市。它矗立在大三巴街附近的小山岗上，前铺68级宽敞的石阶，侧邻著名的大炮台，气势雄伟，造型优美，大三巴牌坊经过300多年的风雨侵蚀，竟奇迹般地屹立如故。由花岗岩构成的牌坊，其上满布浮雕，艺术构思精密，由上下五层，左右十纵叠柱图案组成。自下而上，底层是原教堂的三面大门。正门顶上用拉丁文刻有“天主圣母”字样，左右对称两旁门楣刻有“耶稣基督”。

第二层壁龛中均雕有耶稣会圣人像和供着十字架的人物浮雕。 从牌坊顶部逐层而下，先是一个高高在上的十字架，其下再分三层，每层的壁龛均藏有一铜像，是澳门早年的制炮工厂出品的。十字架对下又是一具铜鸽，据云代表圣神，像的旁边围有太阳、月亮及星辰的石刻，象征圣母童贞怀孕一刹那时光。铜鸽之下是一个耶稣圣婴像，像的旁边刻有用以钉死耶稣的工具。

第三层正中拱门内有一童贞圣母立雕像和象征中国的牡丹花、象徵日本的樱花以及葡式帆船等浮雕。前者代表中国，后者代表日本。 雕像左方还刻“永恒之众”，一艘“葡式帆船”及“面目狰狞的魔鬼”。右方则刻有代表生命之树及圣母征服魔鬼并刺穿其骷髅的图像，象征着正义战胜死亡之意。该层的下面部位还有一层壁龛，有四位耶稣会圣人雕像。牌坊的底部有三面大门，正面的大门上刻有拉丁文MATER DEI字样，意即“天主圣母”，两侧的门上刻有耶稣的记号 “HIS”。

第四层有一耶稣圣婴雕像，其旁刻有用以钉死耶稣的工具。第三和第四层两边均有一对具有中国艺术特色的石狮子。

第五层有西方流行的百合花和东方色彩的菊花浮雕，在牌坊的最顶端有一铜鹰雕像。从大三巴牌坊邻近的大炮台城堡下望，可以看见原教堂的踪迹及其后面广场的一些石刻。

在1990至1995年间，澳门市地方政府在昔日圣堂的地点进行了维修工程，并建成了一个天主教艺术博物馆，馆内收藏了澳门各教堂和修院具有代表性的画作、雕塑和礼仪饰物等展品。目前，澳门特区政府正在积极向联合国教科文组织申请，将著名的大三巴牌坊列入世界文化遗产行列。