另一边是向外散射的光线结构。营造出教堂中的神圣感，墙壁的两侧配有14块大理石面板组成的黑白色调，和彩绘玻璃的光晕形成奇妙的色彩组合。
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。
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
若是再往前溯源，在欧洲12、13世纪哥特式教堂里，这种彩绘玻璃花窗已经是很惊艳的装饰了，甚至还被誉为「上帝之光」。
近些年来，许多教堂在翻修时将恢复彩绘玻璃窗户作为了其中的一个重要部分。对于教友来说，这是增强自身信仰热忱的一种方式，而对于外教人来说，这是心目中教堂不可或缺的一个部分。这些玻璃的制作工厂来自于四面八方，既有上海教区自己的工场、也有上海和外省的一些玻璃工厂，甚至不乏从国外进口的作品。
107,707块彩色玻璃拼成了一面巨大的玻璃幕墙，光线透过蓝色的玻璃，点亮了整个空间。这也是参考了古代基督教教堂的设计。