Catedrala Sfântul Iosif este, din punct de vedere arhitectural, o basilică cu trei nave şi un presbiteriu amplu, ridicată după planurile celebrului arhitect vienez Friedrich Baron von Schmidt într-un stil gotic simplificat, frecvent în acea epocă.
Volumetria bisericii se citește cel mai bine din exterior și, mai ales, dinspre sud-vest. De remarcat, în acest context, faptul că din rațiuni de spațiu și de configurație a terenului biserica nu este orientată cu altarul către est, așa cum o cereau vechile canoane, care, identificându-l pe Cristos cu Lumina, vedeau în apariția acestuia în lume un nou răsărit, repetabil în fiece zi, primele raze ale soarelui de dimineață trebuind să cadă pe Masa Jerfei zilnic reînnoite a Mântuitorului. Altarul este, așadar, îndreptat către sud, primind cea mai puternică lumină în plină zi, cea care face să fie inundat cu raze calde și ușor colorate, datorită vitraliilor, întreg presbiteriul.
Diferența de înălțime dintre nava centrală și colaterale, punerea în valoare a prezbiteriului și a deambulatoriului care îl înconjoară, reflectarea pe fațada opusă, cea principală, a repartiției interioare a spațiului, dominarea acesteia de mare rozasă, ridicată cu raze de piatră ce descriu petale, la nivelul superior al navei centrale și dominată de un fronton majestuos, îl impresionează și astăzi pe cel care își ia răgazul să o privească cu cât de puțină atenție.
La nivelul inferior, retragerea portalului cu lunetă în arc frânt, decorată cu un gingaș mozaic de factură prerenascentistă, străjuit de coloane cu capiteluri cu croșete de inspirație cisterciană, primește procesiunile solemne sau pe credinciosul simplu care intră în biserică.
La origine, fațada principală, cu jocul ei rafinat, bazat pe opoziția piatră albă-cărămidă aparentă roșie, nu arăta așa. Era mai bogată și poate, în gustul secolului al XIX-lea, mai impresionantă. Rapelurile gotice erau mai numeroase: Actuala cruce care încununează frontonul era mai zveltă și era străjuită de doi îngeri îngenuncheați, sculptați și ei în piatră albă de sculptorul Modena. Muchiile extremităților navelor laterale erau marcate de pinacluri înalte și subțiri, terminate cu fleuroni tot gotici. Toate acestea au dispărut în timpul unui bombardament din aprile 1944, același care, prin suflul puternic, a provocat distrugerea vechilor vitralii, comandate de episcopul Paoli la firma regală Meyer din München.
Deși, în realitate, eclectică, catedrala poartă în esență amprenta unui gotic simplificat de tradiție italiană: de la planimetrie, la folosirea combinată a cărămizii cu piatra, de la golurile în arc frânt, fără muluri de piatră în interior, la decorul concentrat pe fațada principală, de la delicata făptură a Madonei cu Pruncul din luneta portalului, cu aerul ei diafan și cu strălucirea potențată de mozaicul de aur al fundalului, adevărat loc fără de loc al tradiției bizantine, și el reînviat de gustul paseist al Occidentului, nu ca pe un accident, ci ca pe o componentă fericită a unei sinteze noi între arhitectură și decor.