ลักษณะทางสถาปัตยกรรมของวัดนักบุญยอแซฟ อยุธยา เป็นแบบยุโรป อาคารบางส่วนเลียนแบบสถาปัตย-กรรมแบบโรมัน ลักษณะโดยรวมคล้ายสถาปัตยกรรมแบบยุโรป เน้นความสวยงามที่ความแข็งแรงของโครง  สร้างอาคาร ตัวอาคารหันหน้าเข้าสู่แม่น้ำ เป็นอาคารทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า มีหอคอยหรือหอระฆัง อยู่ด้านหน้าวัด

ภายในอาคารของวัดนักบุญยอแซฟสามารถแบ่งส่วนการใช้งานได้เป็น 4 ส่วน ได้แก่ 1) ส่วนโถงสำหรับสัตบุรุษมาร่วมพิธี ผนังภายในอาคารทั้ง 4 ด้าน เป็นผนังก่ออิฐ ฉาบปูน ขัดมัน ภายใน ไม่ค่อยมีการตกแต่งลวดลายมากนัก ผนังด้านหลังประตูทางเข้าด้านหน้า ตกแต่งเป็นซุ้มโค้ง 3 ซุ้ม ซุ้มตรงกลางตกแต่งด้วยลวดลายเส้นหยักตามขอบซุ้มโค้ง 2) ส่วนมุขด้านข้างทั้ง 2 ด้าน  มีความกว้างประมาณ 2.7 เมตร ลึกประมาณ 4 เมตร ภายในซุ้มมีพระแท่นหินอ่อน ตกแต่งลวดลาย และประดิษฐานรูปนักบุญยอแซฟทั้ง 2 ซุ้ม หน้าต่างด้านหลังรูปนักบุญเป็นหน้าต่างกระจกสี Stain glass หน้าต่างด้านข้างทั้ง 2 บาน เป็นบานกระจกสีลวดลาย ส่วนล่างเป็นบานเกล็ดไม้ 3) ส่วนของพระแท่นสำหรับประกอบพิธี  ส่วนที่ประกอบพิธีเป็นแท่นหินอ่อนยกพื้น แท่นเป็นที่ตั้งของพระแท่นหินอ่อนสำหรับประกอบพิธี แท่นกางเขน  และแท่นประดิษฐานรูปนักบุญยอแซฟ 4) องสังฆภัณฑ์ อยู่ด้านหลังซุ้มพระแท่น ห้องสังฆภัณฑ์แบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ ห้องทาง  ด้านขวาและด้านซ้าย และทางเข้าตรงกลางทางด้านหลังวัด ผนังด้านข้างมีบานกระจกสีด้านละ 2บาน และผนังด้านหลังมีบานกระจกสีด้านละ 1 บานและมีบันไดไม้พาดขึ้นเพื่อจะไปยังชั้นลอยขนาดเล็กด้านหลังซุ้ม ผนังภายในตกแต่งเฉพาะส่วนซุ้มของกรอบหน้าต่าง