Nhà thờ đá Phát Diệm được đánh giá là một trong những nhà thờ đẹp nhất Việt Nam, nơi đây được ví như "kinh đô công giáo" của Việt Nam. Đây là một công trình lớn, là nhà thờ chính tòa của giáo phận Phát Diệm rộng lớn ở phía bắc Việt Nam. Nhà thờ Phát Diệm được khởi công xây dựng vào năm 1875 và đến năm 1898 thì cơ bản hoàn thành. Nét độc đáo của công trình này ở chỗ: Nhà thờ được xây dựng toàn bằng đá và gỗ, mặc dù là nhà thờ Công giáo nhưng được mô phỏng theo những nét kiến trúc đình chùa truyền thống của Việt Nam.

Quần thể Nhà thờ Phát Diệm gồm 1 nhà thờ lớn và 5 nhà thờ nhỏ (trong đó có một nhà thờ được xây dựng bằng đá tự nhiên, được gọi là nhà thờ đá), 1 Phương Đình (nhà chuông), ao hồ và 3 hang đá nhân tạo.

Nét độc đáo nhất trong Quần thể Nhà thờ Phát Diệm đó chính là nhà thờ đá, đây là 1 trong 5 nhà thờ nhỏ nằm trong Quần thể Nhà thờ Phát Diệm. Công trình được khởi công xây dựng từ năm 1883 với chiều dài 15,3m, rộng 8,5m và cao 6m. Đây là nhà thờ đầu tiên trong Quần thể được dựng để kính Trái Tim Vô Nhiễm Đức Mẹ. Nơi đây được gọi là Nhà thờ đá vì tất cả mọi thứ ở đây từ nền nhà, tường, cột, kèo, chấn song cửa, bàn thờ... đều được làm bằng đá. Phía trong được chạm nhiều bức phù điêu bằng đá rất đẹp, đặc biệt là bức chạm tứ quý: tùng, mai, cúc, trúc, tượng trưng cho thời tiết và vẻ đẹp riêng của bốn mùa trong một năm.

Hiện nay, tỉnh Ninh Bình và các nhà nghiên cứu Nhật Bản đang hoàn thiện hồ sơ về kiến trúc Nhà thờ Phát Diệm để đề nghị UNESCO công nhận Nhà thờ Phát Diệm là Di sản văn hóa thế giới.