Nhà thờ Chính tòa Phát Diệm (hay nhà thờ đá Phát Diệm) được đánh giá là một trong những quần thể nhà thờ Công giáo đẹp nhất Việt Nam. Nhà thờ tọa lạc trên diện tích 22 ha ở thị trấn Phát Diệm, huyện Kim Sơn. Năm 1998, quần thể kiến trúc này được xếp hạng Di tích lịch sử văn hóa cấp quốc gia.
Quần thể kiến trúc này được chủ trì xây dựng bởi linh mục Phêrô Trần Lục (còn gọi là cụ Sáu) – linh mục chính xứ Phát Diệm, khởi công vào năm 1875 và đến năm 1898 thì cơ bản hoàn thành. Tổng thể công trình gồm nhà thờ lớn và 5 nhà thờ nhỏ; phương đình (tháp chuông); ao hồ và 3 hang đá nhân tạo.
Phương đình chiều ngang 21 m, cao 25 m, gồm 3 tầng. Tầng dưới lớn nhất xây hoàn toàn bằng đá xanh vuông vắn, chia thành ba lòng, trong mỗi lòng có một sập đá.
Trong hệ thống 5 nhà thờ nhỏ ở Phát Diệm có một ngôi được làm hoàn toàn bằng đá có tên là Trái Tim Đức Mẹ.
Công trình Trái Tim Đức Mẹ dài 15,3 m, rộng 8,5m, cao 6 m. Hầu hết nền, cột, xà, tường, chấn song, tháp hay bàn thờ đều bằng đá. Do đó giáo dân và du khách quen gọi là nhà thờ Đá.
Theo nhiều nhà văn hóa và nghiên cứu lịch sử, tôn giáo, nhà thờ Phát Diệm độc đáo ở chỗ mặc dù là công trình Công giáo nhưng được mô phỏng theo những nét kiến trúc đình chùa truyền thống của Việt Nam với vô số mái cong hình mũi thuyền.
Xung quanh công trình được bài trí rất nhiều hình tượng thân thuộc với làng quê Việt Nam như sen, tùng, cúc, trúc, mai,…
Những bức phù điêu được tạc từ đá xanh nguyên khối.
Toàn bộ phần mộc, nội thất nhà thờ và các bức vách hai bên được làm bằng gỗ lim thân lớn.
Lộc Liên