Lorsque Gaudí prit la direction de la construction de l'église, seule la crypte avait commencé à être construite. Dans cette section, il modifia les chapiteaux, les faisant passer du style corinthien initial à un nouveau style inspiré d'éléments végétaux. Gaudí est passé de son approche néogothique initiale à son style distinctif, caractérisé par une approche naturaliste et organique, influencée par la nature elle-même. L'architecte soutenait que le gothique était déficient, car ses lignes droites et son système de piliers et d'arcs-boutants n'étaient pas conformes aux lois de la nature. Pour Gaudí, la nature tend à adopter des formes géométriques régulières, telles que le paraboloïde hyperbolique, l'hyperboloïde, l'hélicoïde et le conoïde.

Ces formes régulières sont générées par une ligne droite appelée "génératrice", qui se déplace le long d'une ou plusieurs lignes appelées "lignes directrices". Gaudí a trouvé une profusion de ces formes dans la nature, comme dans les roseaux, les cannes ou les os. Pour lui, il n'y a pas de structure supérieure à celle d'un tronc d'arbre ou d'un squelette humain. Ces formes étaient à la fois fonctionnelles et esthétiques, et Gaudí les a appliquées avec ingéniosité, adaptant le langage de la nature aux formes structurelles de l'architecture. Gaudí associait la forme hélicoïdale au mouvement et la forme hyperboloïdale à la lumière. En ce qui concerne les surfaces régulières, il a déclaré : "Les paraboloïdes, les hyperboloïdes et les hélicoïdes, en variant continuellement l'incidence de la lumière, présentent une richesse intrinsèque de nuances qui rendent superflus l'ornementation et même le modelage".