万金圣母圣殿为同治8年(公元1869年)良神父购地，同年由李拉蒙神父依照西班牙古堡式风格建成，为正面双塔式的小型教堂形式，整座教堂以中央礼拜堂及东面环形殿等三个部分所构成，正面又分为中央主入口门厅及左、右两侧角塔共三部份。建筑样式与装饰风格既表达宗教意涵，也彰显本土色彩，其用意在使本地信众能接受外来信仰。外观除歌德建筑与西班牙古堡古典元素，正面中央马背山牆设计，以及「奉旨」花岗石牌与「天主堂」花岗石门匾，还有室内柱列对联、天花板的中国古典图案纹饰等，在在表现本土化风格。由于当时建筑材料取得不易，遂以碎石、石灰、黑糖、蜂蜜、木棉及火砖等物溷合代替钢筋，厚实白色外牆为其特色。
位于圣殿北面角塔上的钟塔，门型曲线设计样式深具文艺復兴风格，是「道明会」在亚洲所建教堂中惯用的建筑元素。钟塔在日治时期曾一度倾塌，直到光復(公元1945年)后在中山牆上重建哥德式尖塔钟座，民国49年(公元1960年)重建时再度拆除，后来民国71年(公元1982年)整修时重建于此，样貌维持迄今。而钟塔内的古铜钟，为清光绪18年(公元1892年)于西班牙打造后，经由菲律宾以海运送抵高雄后，再转至圣母圣殿。上有西洋铭文MR JULIUS MANN-IOH ALAY DEB K.CH 1892以资纪录。
清同治13年（公元1874年）清朝船政大臣沉葆桢（1820年-1879年）来臺巡视开山工程，途经万金庄目睹静谧的农村中竟出现宏伟的圣母大堂，且神父中国化、教友和乐，认为教会可协助「抚番」工作消除种族歧见，奏请同治皇帝(1856年-1875年）特赐「奉旨」照准及「天主堂」两块花岗岩圣石，其中「奉旨」镶崁于圣堂立面山牆正下方二道簷口线脚上，「天主堂」镶崁于大门正上方，自此官兵经过必下马行礼。
万金圣母圣殿以「无染原罪圣母」作为教堂主保，即圣堂的守护者，每年12月8日圣殿庆祝建堂週年及「主保瞻礼」(固定于12月第1週或第2週堂庆前、后的主日)举行，此为礼敬主保圣人并献上感恩的特别庆典。圣母游行节庆流程如下： 一、瞻仰圣母像：当天上午由圣教会于圣殿门口安置圣母像，并装饰象徵圣洁的百合花，供民众瞻仰。 二、圣母遶境游行：当天下午13:30由教友抬轿遶境游行，游行队伍以十字架基督苦像前导，伴随来自各地教友高唱赞美歌声。 三、遶境路线：绕行圣母圣殿所在的万金及赤山两村落，路线顺序为万金圣母圣殿→赤山村→万金村→万金圣母圣殿。 四、万金圣诞季：自民国100年(公元2011年)起，屏东县政府将万金圣母殿原有的圣母游行，加入亲子活动、祈福晚会、音乐晚会等节目等圣诞庆祝活动，扩大为「万金圣诞季」庆典。
放置在北通廊的「圣母轿」为万金天主堂最重要的文物之一，是清光绪2年(公元1876年)来自西班牙之原物，中间站立原罪圣母像一座。圣轿属哥德式样风格，且凋饰精美，上面有一枚西班牙皇室御赐皇家勋章。南通廊圣母轿亦为哥德式样风格，但为后来的新作品。每年圣母游行时，圣轿为遶境的主角，对居民而言更深具意义，现已成为万金天主教堂的镇堂之宝。