早在百年之前，土山灣孤兒院就開始了彩繪玻璃的制作和生產。由于彩繪玻璃的制作涉及到繪畫技巧，因此花玻璃工場附設于圖畫館。根據(jù)《徐匯紀略》的介紹：“近日新添彩繪玻璃，將人物鳥獸彩畫于玻璃上，后置爐中煨炙，彩色深入玻璃內，永久不退，中國彩繪玻璃，此為 出品處?！笨梢?，土山灣是國內彩繪玻璃制作和生產的鼻祖，產品主要供應全國各地的教堂。隨著年代的更替，上海教區(qū)現(xiàn)有的圣堂中，除了洋涇浜天主堂保留有一部分的彩繪玻璃原物之外，其它所有的教堂都是通過翻修的機會復原或是新添了新彩繪玻璃。而洋涇浜天主堂的彩繪玻璃完全是舶來品，當時的土山灣還沒有制作和生產彩繪玻璃的技術。
這些彩色玻璃花窗是世界上保存最完整、最典型的中世紀彩色玻璃杰作。圍繞著圣經(jīng)故事，這些花窗描繪出近五千個拜占庭風格的人物，它使整個大教堂成為“一座彩色玻璃博物館”。
107,707塊彩色玻璃拼成了一面巨大的玻璃幕墻，光線透過藍色的玻璃，點亮了整個空間。這也是參考了古代基督教教堂的設計。
在西方建筑當中，特別是教堂，彩繪玻璃是最為常見的，這也是藝術的精華所在。因此人們在參觀歐洲和北美的教堂的時候，都會被彩繪玻璃的美和豐富多彩的故事所吃驚與著迷，巴黎圣母院、圣禮拜堂、沙特爾大教堂、科隆大教堂……讓人神往！