[[Berkas:Entrance to Cathedral of Our Lady of Angels, Los Angeles.JPG|jmpl|ka|Pintu masuk katedral dengan patung "The Virgin Mary" dari perunggu karya Robert Geaham]]
Katedral ini dirancang oleh arsitek [[SepanyolSpanyol]] pemenang Pritzker Prize [[Rafael Moneo]].<ref name = "olahistory"/><ref name = "olaarch">{{en}} {{cite web|url = http://www.olacathedral.org/cathedral/about/architect1.html|title = Cathedral of Our Lady of the Angels: Architect|accessdate = 2006-09-21|archive-date = 2011-07-09|archive-url = https://web.archive.org/web/20110709151242/http://www.olacathedral.org/cathedral/about/architect1.html|dead-url = yes}}</ref> Menggunakan elemen arsitektur posmodern, gereja dan Katedral menampilkan sudut-sudut lancip dan tumpul. Tidak ada sudut siku. Patung-patung dan karya seni kontemporer menghiasi kompleks. Yang paling menonjol adalah pintu perunggu dan patung yang dinamakan ''The Virgin Mary'' atau ''Bunda Perawan Maria'', semua menghiasi bagian masuk dan dirancang oleh pematung Robert Graham.
Seperti halnya Katedral Kristus Sang Cahaya Terang (''Cathedral of Christ the Light'') di Keuskupan Oakland, yang menggantikan Katedral Saint Francis de Sales, katedral ini dibangun dengan struktur fondasi terpisah untuk mengamankan dari kerusakan struktur karena gempa bumi.
