Nhà thờ chính tòa Phát Diệm (thường gọi là Nhà thờ đá Phát Diệm) là một quần thể nhà thờ Công giáo rộng khoảng 22 ha, nằm tại thị trấn Phát Diệm, huyện Kim Sơn, tỉnh Ninh Bình, cách Hà Nội khoảng 120 km về hướng Nam. Quần thể các công trình nơi đây được xây dựng từ năm 1875, đến năm 1899 thì hoàn thành. Nhà thờ lớn tại vị trí trung tâm, hiện là nhà thờ chính tòa của Giáo phận Phát Diệm ở miền Bắc Việt Nam, được hoàn thành năm 1891.

Nét độc đáo của các công trình này ở chỗ là nhà thờ Công giáo được xây hoàn toàn bằng đá và gỗ theo kiến trúc cổ Việt Nam, mang dáng dấp của đình, đền, chùa và cung điện truyền thống. Quần thể kiến trúc này được chủ trì xây dựng dần dần bởi linh mục Phêrô Trần Lục, linh mục Địa phận Tây Đàng Ngoài từ năm 1865 và một nhà lãnh đạo cộng đồng địa phương trong hơn 20 năm.

Nhà thờ được xây dựng với trình độ kỹ thuật và điều kiện giao thông của những năm cuối thế kỷ 19. Từ hướng Nam đi vào nhà thờ Phát Diệm gồm các phần: Ao hồ, Phương đình, Nhà thờ lớn, bốn Nhà thờ bên, ba hang đá nhân tạo và Nhà thờ đá. Hiện nay, tỉnh Ninh Bình và các nhà nghiên cứu Nhật Bản đang hoàn thiện hồ sơ về kiến trúc nhà thờ Phát Diệm để đề nghị UNESCO công nhận nhà thờ Phát Diệm là di sản văn hóa thế giới. Nhà thờ đá Phát Diệm được báo chí đánh giá là một trong những nhà thờ đẹp nhất Việt Nam, được ví như "kinh đô Công giáo Việt Nam".

Quần thể nhà thờ Phát Diệm gồm 1 nhà thờ lớn và 5 nhà thờ nhỏ (trong đó có một nhà thờ được xây dựng toàn bộ bằng đá tự nhiên, được gọi là nhà thờ đá), 1 phương đình (tháp chuông), ao hồ và 3 hang đá nhân tạo.

- Ao hồ: Một hồ nước hình chữ nhật, rộng khoảng 4 ha, được kè đá xung quanh nằm trực diện với con đường từ thị trấn Phát Diệm dẫn vào nhà thờ. Giữa hồ là một hòn đảo trên đó có bức tượng Chúa Giê-su.
- Phương đình: hoàn thành năm 1899, là một công trình kiến trúc cao 25m, rộng 17m, dài 24m gồm ba tầng được xây dựng bằng đá phiến, lớn nhất là tầng dưới cùng được xây dựng bằng đá xanh. Trên 4 đỉnh tháp có 4 pho tượng bốn vị Thánh Sử, mà từ đường nét, tư thế đến đường mây nếp áo khiến ta dễ lầm với các pho tượng trong các đền chùa Việt Nam. Các vòm cửa bằng đá được lắp ghép đến trình độ tinh xảo. Giữa Phương Đình đặt một sập làm bằng đá nguyên khối, phía ngoài và bên trong là những bức phù điêu được khắc chạm trên đá hình ảnh chúa Giê-su và các vị thánh với những đường nét thanh thoát. Tầng thứ hai của Phương Đình treo một trống lớn. Tầng ba treo một quả chuông cao 1,4m, đường kính 1,1m, nặng gần 2000 kg, quả chuông lớn ở Phương Đình được đúc vào năm 1890. Một tiếng chuông vang xa được ví như cả ba tỉnh (Nam Định, Ninh Bình và Thanh Hóa) nghe thấy. Mái của nhà thờ Phát Diệm không cao vút kiểu ngọn tháp như những nhà thờ theo lối phương Tây mà là mái cong cổ kính như mái đình, mái chùa.
- Nhà thờ lớn: Nhà thờ chính được khánh thành vào năm 1891 với tước hiệu là Nhà thờ Đức Mẹ Mân Côi, nay là nhà thờ chính tòa của vị Giám mục Phát Diệm. Nhà thờ lớn dài 74m, rộng 21m, cao 15m, có bốn mái và có năm lối vào dưới các vòm đá được chạm trổ. Trong nhà thờ có 6 hàng cột gỗ lim (48 cột) nguyên khối, hai hàng cột giữa cao tới 11m, chu vi 2,35m, mỗi cột nặng khoảng 10 tấn. Gian thượng của thánh đường có một bàn thờ lớn làm bằng một phiến đá nguyên khối dài 3m, rộng 0,9m, cao 0,8m, nặng khoảng 20 tấn. Mặt trước và hai bên được chạm trổ các loài hoa đặc trưng của bốn mùa làm cho bàn thờ như được phủ một chiếc khăn màu thạch sáng. Hai phía bên nhà thờ có bốn nhà thờ nhỏ được kiến trúc hài hòa, mỗi nhà thờ đều có đặc điểm riêng.