Opera di straordinario valore architettonico, la nuova costruzione si distingue per l'impiego di materiali e mezzi tecnologicamente innovativi, appositamente progettati e prodotti. Per l'edificazione della nuova chiesa, è stato impiegato uno speciale cemento bianco, il "TX Millennium" al titanio, prodotto tra Italia e Francia dai laboratori di Italcementi, nota azienda, tra quelle che hanno sponsorizzato il progetto. Carlo Presenti, codirettore della ditta, ricorda come già nella costruzione della sala Nervi i sui laboratori si distinsero nella ricerca del materiale più idoneo, con più di 100 mila provini. Il percorso di sperimentazione è stato continuato e indirizzato alle esigenze della nuova chiesa. Il nuovo cemento, grazie alla presenza di fotocatalizzatori, è capace di ossidare le sostanze inquinanti presenti nell'atmosfera, rimanendo bianco nel tempo. L'Ingegnere–architetto Antonio Maria Michetti (insignito della laurea onoris-causae), per anni assistente di Pierluigi Nervi, ha affiancato Meier nel ruolo di strutturista, attivandosi per la realizzazione materiale del progetto. La tecnica del cemento armato precompresso è stata impiegato per la prima volta nella realizzazione di un edificio di questa mole: grazie a delle spinte elastiche contribuisce a dare stabilità all'edificio. Secondo Meier il materiale è incredibile, e "ricorda il marmo, ma senza venature". Per innalzare le colossali vele, è stata necessaria l'invenzione di un ponteggio mobile, costruito e brevettato per l'occasione, capace di montare i 256 elementi ("conci") prefabbricati, che compongono le 3 gigantesche vele della chiesa. Sono inoltre stati impiegati dei vetri speciali al gas argon, isolati termicamente.