萬金聖母聖殿為同治8年(公元1869年)良神父購地，同年由李拉蒙神父依照西班牙古堡式風格建成，為正面雙塔式的小型教堂形式，整座教堂以中央禮拜堂及東面環形殿等三個部分所構成，正面又分為中央主入口門廳及左、右兩側角塔共三部份。建築樣式與裝飾風格既表達宗教意涵，也彰顯本土色彩，其用意在使本地信眾能接受外來信仰。外觀除哥德建築與西班牙古堡古典元素，正面中央馬背山牆設計，以及「奉旨」花崗石牌與「天主堂」花崗石門匾，還有室內柱列對聯、天花板的中國古典圖案紋飾等，在在表現本土化風格。由於當時建築材料取得不易，遂以碎石、石灰、黑糖、蜂蜜、木棉及火磚等物混合代替鋼筋，厚實白色外牆為其特色。
位於聖殿北面角塔上的鐘塔，門型曲線設計樣式深具文藝復興風格，是「道明會」在亞洲所建教堂中慣用的建築元素。鐘塔在日治時期曾一度傾塌，直到光復(公元1945年)後在中山牆上重建哥德式尖塔鐘座，民國49年(公元1960年)重建時再度拆除，後來民國71年(公元1982年)整修時重建於此，樣貌維持迄今。而鐘塔內的古銅鐘，為清光緒18年(公元1892年)於西班牙打造後，經由菲律賓以海運送抵高雄後，再轉至聖母聖殿。上有西洋銘文MR JULIUS MANN-IOH ALAY DEB K.CH 1892以資紀錄。
清同治13年（公元1874年）清朝船政大臣沈葆楨（1820年-1879年）來臺巡視開山工程，途經萬金庄目睹靜謐的農村中竟出現宏偉的聖母大堂，且神父中國化、教友和樂，認為教會可協助「撫番」工作消除種族歧見，奏請同治皇帝(1856年-1875年）特賜「奉旨」照准及「天主堂」兩塊花崗岩聖石，其中「奉旨」鑲崁於聖堂立面山牆正下方二道簷口線腳上，「天主堂」鑲崁於大門正上方，自此官兵經過必下馬行禮。
萬金聖母聖殿以「無染原罪聖母」作為教堂主保，即聖堂的守護者，每年12月8日聖殿慶祝建堂週年及「主保瞻禮」(固定於12月第1週或第2週堂慶前、後的主日)舉行，此為禮敬主保聖人並獻上感恩的特別慶典。聖母遊行節慶流程如下： 一、瞻仰聖母像：當天上午由聖教會於聖殿門口安置聖母像，並裝飾象徵聖潔的百合花，供民眾瞻仰。 二、聖母遶境遊行：當天下午13:30由教友抬轎遶境遊行，遊行隊伍以十字架基督苦像前導，伴隨來自各地教友高唱讚美歌聲。 三、遶境路線：繞行聖母聖殿所在的萬金及赤山兩村落，路線順序為萬金聖母聖殿→赤山村→萬金村→萬金聖母聖殿。 四、萬金聖誕季：自民國100年(公元2011年)起，屏東縣政府將萬金聖母殿原有的聖母遊行，加入親子活動、祈福晚會、音樂晚會等節目等聖誕慶祝活動，擴大為「萬金聖誕季」慶典。
放置在北通廊的「聖母轎」為萬金天主堂最重要的文物之一，是清光緒2年(公元1876年)來自西班牙之原物，中間站立原罪聖母像一座。聖轎屬哥德式樣風格，且雕飾精美，上面有一枚西班牙皇室御賜皇家勳章。南通廊聖母轎亦為哥德式樣風格，但為後來的新作品。每年聖母遊行時，聖轎為遶境的主角，對居民而言更深具意義，現已成為萬金天主教堂的鎮堂之寶。