کليساى سنت‌استپانوس در ۱۶ کيلومترى غربى جلفا و به فاصلهٔ ۳ کيلومترى کرانه جنوبى ارس، در روستاى متروکه‌اى به نام دره شام قرار دارد. نام کليسا ملهم از نام استپانوس شهيد اول راه مسيحيت است و به علت استقرار آن در روستاى دره شام به اين نام نيز خوانده مى‌شود.
درباره تاريخ بناى کليسا، نظرهاى گوناگونى ابراز شده است؛ عده‌اى آن را از بناهاى اوايل مسيحيت مى‌دانند. برخى چون تاورنيه بناى آن را به دوره صفويه نسبت مى‌دهند، در حالى که شيوه معمارى بنا، مصالح ساختمانى و تزيينات مفصل و زيباى آن مؤيد اين مطلب است که کليسا همانند هم‌زمان با کليساهايى چون طادئوس در بين قرون چهارم تا ششم هـ.ق (دهم تا دوازدهم ميلادي) ساخته شده و سبک معمارى آن تلفيقى از شيوه‌هاى مختلف معمارى اورارتو، اشکانى و رومى است. بعد از ساخت بناهاى شگفت‌انگيز چميادزين، طادئوس، آختاما و استپانوس، اين اجتماع سبک‌ها به نام سک ارمنى مشهور شد.
دروازهٔ اين بارو در وسط ديوار غربى تعبيه شده و داراى درى چوبى و آهن‌کوبى شده است. در پايه‌هاى طرفين و طاق جناقى آن، سنگ‌تراش با حجارى‌هاى ظريف به کار رفته و نقش برجسته‌اى از حضرت مريم (س) و کودکى حضرت عيسى (ع) در پيشانى طاق‌نماى آن به چشم مى‌خورد. درِ کليسا به راهروى باريک و تاريکى باز مى‌شود که از جنوب به ديرها و از شمال به کليسا و از شرق به اصطبل و انبار علوفه راه دارد.بناى کليسا از سه قسمت مشخص تشکيل شده:
برج ناقوس
بر روى ايوان دو طبقه‌اى متصل به ديوار جنوبى کليسا قرار گرفته و داراى گنبدى هرمى شکل و هشت ضلعى است که بر روى هشت ستون استوانه‌اى از سنگ سرخ با سرستون‌هاى زيبا استوار شده است. پيشانى طاق‌هاى بين اين ستون‌ها که پاطاق گنبد برج محسوب مى‌شوند با نقوش برجسته فرشته، صليب، ترنج، ستاره و گل هشت‌پر زينت يافته است. اين برج در زمان عباس ميرزا نايب‌السلطنه مرمت شد.
نمازخانه
در زمينى به ابعاد ۱۶٭۲۱ متر بنا گرديده است. درِ ورودى منبت‌کارى شده و داراى تزيينات بسيار زيبا است. اين در وسط ضلع غربى تعبيه شده و از آثار نفيس اوايل دوره قاجاريه و احتمالاً زمان عباس ميرزا نايب‌السلطنه به شمار مى‌آيد. حجارى پايه‌ها و طاق‌نماها و نيم‌ستون‌ها و زنجيره‌هاى جوانب، مقرنس‌کارى‌ها و تزيينات طاق سردر به قدرى بديع است که بى‌شک از شاهکارهاى هنر حجارى محسوب مى‌شود.
کتيبه‌اى از سنگ ماسه‌اى سرخ رنگ به خط نستعليق بر بالاى در ورودى و زير طاق مدخل کليسا به چشم مى‌خورد که مورخ به سال ۱۲۴۵ هـ.ق است. متن کتيبه از خريد قريه دره شام جلفا توسط عباس ميرزا نايب‌السلطنه فرزند فتحعلى‌‌شاه از محب‌على بيگ نخجوانى به مبلغ سيصد تومان و وقف آن به کليساى سنت‌استپانوس حکايت دارد.
نقش برجسته‌هايى از حواريون، قديسين و فرشتگان بر پيشانى طاق‌نماهاى اضلاع شانزده گانهٔ گريوگنبد که در حقيقت پاطاق گنبد بلند و زيباى نمازخانه کليسا محسوب مى‌شود، مشاهده مى‌گردد. پوشش اين گنبد به صورت هرمى با سبک خيارى سى و دو پهلويى است که بر روى يک پلان ستاره شکل شانزده پر قرار گرفته است.
داخل طاق‌نماهاى گريوگنبد، به صورت يک در ميان پنجره‌اى تعبيه شده که طاق هلالى تودرتويى دارد و بالاتر از پنجره، تصوير برجسته يکى از حواريون در داخل قابى چهارگوش، نماى بيرونى را زينت مى‌دهد.
فضاى داخل کليسا به صورت صليب و از سه قسمت شامل ايوان، نمازخانه و محراب تشکيل شده است.
ايوان برر روى دو ستون و دو نيم ستون قرار دارد. در پشت ايوان و زيرگنبد اصلي، نمازخانه کليسا واقع شده است. گوشه‌هاى مقرنس پاطاق گنبد داراى تصاويرى رنگى است که شيوه نقاشى‌هاى مذهبى قرن ۱۶ و ۱۷ ميلادى را به ياد مى‌آورد.
محراب در جانب شرقى نمازخانه قرار گرفته و ۹۶ سانتيمتر از کف نمازگاه بلندتر است. ازارهٔ محراب از سنگ مرمر است و بالاى اين ازاره‌ها را هفت طاق‌نماى جناقى دو طبقه زينت مى‌دهد. از جمله تزيينات شگرف درون معبد سه نمازگاه سنگى انفرادى با حجارى‌هاى زيباست. يکى از اين نمازگاه‌ها را در وسط محراب قرار داده‌اند و دوتاى ديگر در طرفين شمالى و جنوبى نمازخانه بزرگ و به موازات يکديگر قرار گرفته‌اند. اين نمازگاه‌ها از آثار دوره قاجار به حساب مى‌آيند.
اجاق دانيال
تالارى است متصل به ديوار شمالى کليسا که ۶ متر عرض و نزديک ۲۰ متر طول دارد. اين تالار به سه قسمت تقسيم مى‌شود:
۱. احاق دانيال که به وسيلهٔ ديوار از تالار جدا شده به نام دانيال از قديسين قرن پنجم ميلادى معروف است.
۲. تالار اجتماعات در وسط قرار دارد.
۳. محل غسل تعميد در انتهاى شرقى تالار واقع است و در آن سکوى بلندى به چشم مى‌خورد که ميز سنگى غسل تعميد در وسط آن نهاده شده است.
در کنار کليسا ديرى نيمه ويران نيز جاى دارد. در چهار طرف اين دير اتاق‌هايى وجود داشت که طبقهٔ فوقانى آن براى استراحت مسافران و زائران و طبقه پايين اصطبل چهارپايان بود.
صدها سنگ نبشته به زبان ارمنى در داخل و خارج اين کليسا نصب شده که با ترجمهٔ آنها به زبان فارسى مى‌توان به نام بانى کليسا، معمار، تاريخ بناى کليسا و حتى بخش‌هايى از تاريخ اقوامى که در اين سرزمين مى‌زيستند، پى برد.
در سال‌هاى اخير فعاليت‌هاى متعددى براى مرمت اين بنا انجام شده است؛ استحکام‌بخشى بنا و آماده‌سازى آن براى بازديد جهانگردان توسط ميراث فرهنگى آذربايجان شرقى و تعريض و آسفالت جاده سابق آن به نحو مطلوب، از اين جمله است.