Gaudí a également introduit des paraboloïdes hyperboliques, des formes hélicoïdales, et des arcs caténaires- toutes des formes mathématiques et naturelles - pour créer une structure à la fois structurellement efficace et spirituellement expressive. Cela contraste avec la symétrie et l'ordre classique des églises de la Renaissance comme la Basilique Saint-Pierre. Gaudí a également introduit des techniques d'ingénierie novatrices pour concrétiser sa vision. Il s'est fortement appuyé sur des arcs caténaires et des modèles de chaînes inversées pour tester les structures porteuses - des méthodes reprises plus tard dans le travail d'architectes tels que Santiago Calatrava.
Les façades du site illustrent différents styles et thèmes théologiques. La façade de la Nativité , très ornementée et joyeuse, fait écho à l'exubérance gothique avec sa verticalité et ses sculptures complexes. La façade Passion, austère et anguleuse, est délibérément moderne et dramatique, rappelant l'abstraction cubiste , capturant la souffrance du Christ dans la pierre.
Le mélange innovant de styles historiques, de formes naturelles et d'une géométrie d'avant-garde fait de la Sagrada Família un édifice unique. Il ne s'agit pas seulement d'une église, mais d'un témoignage direct de l'évolution de l'architecture sacrée.