該教堂原址為1904年嘉諾撒女修會管理的育嬰院。1928年為紀念耶穌會西班牙傳教士聖方濟各．沙勿略(Sao Francisco Xavier)改建成今貌，並因曾收藏過該傳教士的遺髑及1835年大三巴聖堂火災後遺下的59位日本籍及14位越南籍死者的部分骸骨而聞名，該教堂內如今仍有聖方濟各．沙勿略的雕像。而掛在側堂牆壁上具華人相貌的女神像，懷抱嬰孩，實際上是中國化的聖母，是中西文化交融的證明。

教堂呈奶黃色，兩層高，鐘樓位於建築立面頂部，頗具葡式建築風格。教堂除正堂外還有左右兩間側室。