整个空间中最醒目的元素就是由彩绘玻璃装饰的空间和玻璃窗格。绿色、蓝色、橙色和红色的方形玻璃拼成的隔板，插入人字形衡量之间，以及楼梯空间的两侧，表现出现有木质结构的几何形状，同时彩色玻璃窗格也暗示着这里过去作为一座教堂的历史。
除了教堂当中的彩绘玻璃，其中建筑里的雕塑作品也是非常的多，几乎是作为建筑的一部分出现，教堂中的大量雕像自然也是哥特雕塑的最著名的代表作之一，这座大教堂也是饱经风霜，经历过无数次的战争，一直存在于乱世之外
玫瑰花窗作为哥特式建筑的特色之一，在很多中世纪教堂的正门上方都有着一个大圆形窗，镶嵌着很多美丽的彩绘玻璃，最为著名的玫瑰窗就是巴黎圣母院中的玫瑰花窗，作为彩绘玻璃当中的一种，但是玫瑰花窗给人的感觉却更为震撼
纵观古代历史，彩色玻璃艺术传统上是以圣经意象为特色，并被用于教堂、清真寺和其他宗教建筑的窗户上，今天现代玻璃艺术作品不仅在礼拜场所，而且在当代家庭、商业空间和艺术画廊也被看到
早在百年之前，土山湾孤儿院就开始了彩绘玻璃的制作和生产。由于彩绘玻璃的制作涉及到绘画技巧，因此花玻璃工场附设于图画馆。根据《徐汇纪略》的介绍：“近日新添彩绘玻璃，将人物鸟兽彩画于玻璃上，后置炉中煨炙，彩色深入玻璃内，永久不退，中国彩绘玻璃，此为 出品处。”可见，土山湾是国内彩绘玻璃制作和生产的鼻祖，产品主要供应全国各地的教堂。随着年代的更替，上海教区现有的圣堂中，除了洋泾浜天主堂保留有一部分的彩绘玻璃原物之外，其它所有的教堂都是通过翻修的机会复原或是新添了新彩绘玻璃。而洋泾浜天主堂的彩绘玻璃完全是舶来品，当时的土山湾还没有制作和生产彩绘玻璃的技术。
