Esta es una de las catedrales con una arquitectura mas fuera de lo común que existen en todo el mundo ya que tiene una forma de cono, la inspiración vino de las pirámides mayas. Su construcción se inició en 1964 y fue finalizada en 1976. Antes de su construcción había varias iglesias que formaban una catedral.
Situado en el centro financiero de Río de Janeiro, la Catedral Metropolitana es parte de la arquitectura moderna de la ciudad. El diseño tiene la estructura en forma de cono (pirámide) con 106 m de diámetro en la base y 96 de altura. Su puerta de entrada está decorada con 48 bajorrelieves de bronce que tiene el tema de la fe.
En el interior del templo, los vitrales de colores vivos se extienden sobre las paredes de los cuatro puntos cardinales, lo que hace que la luz del sol haga sobresalir los variados colores y dependiendo de la hora del día, crea un ambiente místico. Los diseños de cada tira de vidrio, se refleja en las paredes, se diferencian por el color.
Las esculturas sagradas de la catedral son de Humberto Cozzi y detrás de la sacristía, la capilla del Santísimo Sacramento tiene dos candelabros de Nicola Zanotto.
En el sótano, se encuentra el Museo de Arte Sacro, destacando la fuente utilizada para bautizar a los príncipes de la familia real, la imagen de Nuestra Señora del Rosario, el trono de D. Pedro II y la Rosa de Oro dada por la Princesa Elizabeth y por el Papa León XIII para celebrar la firma de la Ley de abolición de la esclavitud en Brasil.
El cómo combinar el círculo y la cruz fue el desafío que enfrentaron en la delimitación de la Catedral que con su estilo tan diferente de todas las iglesias construidas de acuerdo a los estándares convencionales. Y este desafío y respuesta se inspiraron en la pirámide maya construida en la península de Yucatán en México. En la base de la pirámide es cuadrada y amplia, pero se estrecha en la medida en que se eleva, a tomar, en la parte superior, la forma de una meseta.
A diferencia de las pirámides de los mayas, es circular y cónica equidistante media y la proximidad de las personas en relación con Dios, algo parecido a la mitra también es utilizado por los obispos en las ceremonias más solemnes; Dios – como que «desciende» a las alturas salir hacia los hombres – es simbolizado por la luz que se propaga a los cuatro brazos de la cruz, que domina gran parte del techo y tiene su extensión en las cuatro vidrieras que se conectan a porches. En este caso, los fieles son como la recibida por Cristo que fue enviado por el Padre, muerto y resucitado por nuestra salvación, instituyó la Iglesia y envió al Espíritu Santo en él.
Los cuatro vitrales, que dan la impresión de ser abrazado por los alambres de concreto, también son una afirmación de fe que es el origen y el propósito de la Catedral y la mayoría están colocados de acuerdo a los puntos cardinales. Ellos simbolizan las cuatro marcas características de la Iglesia: Una, Santa, Católica y Apostólica.