Trong số gần 100 công trình kiến trúc công giáo xuất hiện ở Ðà Lạt từ thập niên 1920 đến thập niên 1960, nhà thờ Cam Ly được xây dựng riêng cho đồng bào các dân tộc thiểu số, vì thế nó mang một sắc thái độc đáo khác hẳn với các giáo đường dành cho người Kinh. Những người tạo tác nên ngôi nhà thờ đã thể hiện sự "hội nhập văn hóa" qua nghệ thuật kiến trúc khi cho gương mặt chúa trời hòa nhập với gương mặt của Yàng (trời) mà những người dân nơi đây đã nghìn năm sùng bái.
Khai sinh ra ý tưởng về ngôi nhà chung của Chúa và Yàng là linh mục người pháp Boutary và người thể hiện thành công ý tưởng này là nhà thầu Nguyễn Thanh Hồ. Công trình được khởi công vào cuối năm 1959 và hoàn thành tám năm sau đó. Nhìn ngang, hai mái giáo đường giống như lưỡi rìu, dốc đứng 17m, được lợp bằng 80.000 viên ngói với tổng trọng lượng tương đương 90 tấn. Ðể chịu đựng được sức nặng của ngôi nhà với cột, kèo, giằng bằng bê-tông, sắt và gỗ, móng của công trình đã được gia cố hết sức kỹ lưỡng. Riêng phần móng nhà thầu đã phải cật lực làm trong vòng nửa năm.Trước cổng chính nhà thờ là hai hình tượng hổ và phượng hoàng - những loài vật quen thuộc trong hiện thực và trong ý thức của đồng bào thiểu số. Hổ tượng trưng cho sức mạnh và phượng hoàng thể hiện cho sự tinh khôn.
Mặt khác, các nhà tạo tác cũng ngầm ví von các cư dân Thượng có bản tính vốn như chúa sơn lâm nhưng đã trở nên tốt lành, thanh dịu như chim phượng nhờ các tín điều tôn giáo. Cùng tư duy đó, nội thất thánh đường còn xuất hiện nhiều hình ảnh các loài vật khác thể hiện bản tính của chúng như: sự trong sáng của nai, sự gần gũi của chim và cá... Ðặc biệt dưới chân thánh giá, bên cạnh cung thánh bằng gỗ thông có treo ba đầu trâu theo thứ tự cao thấp. Trâu là linh vật mà người thiểu số ở Tây Nguyên thường dùng làm vật phẩm để "giao tiếp" với Yàng của họ, trong trường hợp này là kính dâng Thiên Chúa như một thông điệp biểu lộ lòng sùng kính.
Sau ba khung cửa lớn là nội thất giáo đường với diện tích gần 400m², một không gian vừa u huyền, thâm nghiêm vừa khoáng đạt, phóng túng. Cảm giác đó có được là do hiệu quả các giải pháp kiến trúc. Nối với những bức tường lửng có độ cao khoảng 3m được xây bằng đá chẻ là hệ thống cửa kính mầu xanh-nâu-vàng trong các khung gỗ. Các khung cửa liền nhau và giáp mái này cùng với 20 vì kèo tương ứng đều được cách điệu từ hoa văn Tây Nguyên mà chủ đạo là hình vuông và hình tam giác - tượng trưng cho mặt trăng và mặt trời trong môtip bản địa về quan niệm vũ trụ. Ðối xứng phải trái là 16 bức tranh đá trong đó có 14 bức diễn tả các chặng thương khó của Chúa Jesus và ngày ngài thọ nạn, phục sinh...Ở đây, cùng với nghệ thuật sắp đặt và giải pháp kiến trúc, các nhà tạo tác đã kết hợp hài hòa và thành công giữa tư duy mộc mạc, tự nhiên của đồng bào các dân tộc thiểu số với triết lý tôn giáo nhân bản và sâu sắc.