Seni bina Wat San Paulo menunjukkan gabungan seni Barat dan Timur, menampilkan menara oktagon yang direka bentuk mengikut Balai Cerap Paris. Struktur dinding bata dan plaster tebal menggunakan teknik kejuruteraan Perancis untuk menyokong berat peralatan astronomi yang ketara. Ia menggabungkan tingkap dan pintu gerbang, ciri khas seni bina Eropah, yang digabungkan dengan bahan dan ketukangan Siam tempatan. Susun atur bangunan dibahagikan kepada gereja dan balai cerap, yang mencerminkan reka bentuk yang memfokuskan pada fungsi saintifik mengikut piawaian antarabangsa pada era itu. Ia berdiri sebagai salah satu tapak bersejarah yang paling menonjol di Lopburi, mempamerkan kemajuan dan penerimaan tamadun Eropah.