La facciata della Chiesa è anticipata da un pronao sorretto da sei colonne in stile ionico, sul quale è possibile leggere la dedica al santo. Al di sopra, troviamo un timpano triangolare ai cui vertici sono sistemate le statue raffiguranti la Religione tra San Francesco di Paola e San Ferdinando. Nel porticato sottostante, invece, sono state poste le statue delle quattro virtù cardinali (prudenza, giustizia, fortezza e temperanza) e le tre virtù teologali (fede, speranza e carità). Il progetto originale, inoltre, prevedeva la collocazione ai lati della scalinata delle statue della Pietà e della Costanza, ma, in un secondo momento, si decise di costruire le due statue equestri presenti nella piazza antistante in onore di re Ferdinando e del padre Carlo III di Spagna; la prima opera di Antonio Canova e la seconda di Antonio Calì e furono aggiunte nel 1829.
Tre cupole completano l’esterno; tra di esse spicca quella centrale, alta 53 metri, che poggia a sua volta su un ampio tamburo.

Appena entrati ci si trova in un atrio dal quale si può accedere a due cappelle laterali; in quella destra è conservata l’opera di un giovano Luca Giordano raffigurante Sant’Onofrio orante. Al centro della basilica si trova la rotonda, del diametro di 34 m, sormontata dalla cupola principale che, a sua volta è sorretta da 34 colonne in stile corinzio in marmo di Mondragone e 34 pilastri alti 11 m.
Sopra il colonnato troviamo le tribune di corte e, alle pareti, guardando da destra, le statue di San Giovanni Crisostomo (opera di Gennaro Calì), Sant’Ambrogio (opera di Tito Angelini), San Luca (opera di Antonio Calì), Sant’Ambrogio (opera di Tito Angelini), Sal Luca (opera di Anrtonio Calì), San Matteo (opera di Carlo Finelli), San Giovanni Evangelista (opera di Pietro Teneani), San Marco (opera di Giuseppe de Fabris), Sant’Agostino (opera di Tommaso Arnaud) e Sant’Attanasio di Angelo Solani.
Nei pressi degli altari delle cappelle laterali (in totale 6, di forma rettangolare coperte da lacunari), sono posti, sempre cominciando da destra, vari dipinti: San Nicola e San Francesco di Paola che riceve lo stemma della carità da un angelo (opera di Nicola Carta), l’Ultima Comunione di San Ferdinando di Castiglia (opera di Pietro Benvenuti), il Transito di San Giuseppe (opera di Camillo Gerra), l’Immacolata e Morte di Sant’Andrea Avellino (opera di Tommaso de Vivo).
Di fronte all’ingresso troviamo l’abside con l’altare principale, ricco di pietre preziose e lapislazzuli, disegnato nel 1751 da Ferdinando Fuga, trasferito nella sua attuale locazione dalla chiesa dei Santi Apostoli nel 1835. Al suo fianco troviamo due Angeli Teofori in cartapesta dorata. Sulla parete è conservata la tela raffigurante San Francesco di Paola che resuscita un morto di Vincenzo Camuccini. Anche il tabernacolo ha la stesa provenienza dell’altare ed è opera di Francesco Grimaldi. Nella sacrestia, invece, sono conservate altre due opere: la Circoncisione di Antonio Campi e l’Immacolata di Gaspare Landi.