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。

大教堂内温暖的光线，神圣的氛围感，就来自这些无与伦比的美丽彩色玻璃窗。丰富的图案，多样性的雕塑，以及文物般的庄重感，构建了大教堂令人流连忘返的宗教之旅。
英国哥特式教堂的高耸立面与玻璃设计相结合，风格独特而鲜明。而玫瑰窗从相对简单的窗户发展而来，圆形的窗户嵌入彩色玻璃绘画，透光形式绚丽。彩绘玻璃花窗作为教堂采用的一种重要的布道方式，通过人物形象的描绘，向广大识字率低的民众传达《圣经》故事以及历史传奇。
彩色玻璃可以说是哥特式大教堂最重要的方面之一，随着彩绘玻璃的流行，主要是在12世纪中叶，彩绘玻璃的出现使一般民众学习宗教的方式发生了重大变化，窗户让圣经故事变成了视觉体验