Cuando Gaudí asumió la dirección de la construcción del templo, solo se había comenzado a erigir la cripta. En esta sección, realizó modificaciones en los capiteles, transformándolos de su estilo inicial corintio a un estilo nuevo inspirado en elementos vegetales. Gaudí progresó desde su primer enfoque neogótico hacia su estilo distintivo, caracterizado por un enfoque naturalista y orgánico, influenciado por la naturaleza misma. El arquitecto sostenía que el gótico era deficiente, ya que sus líneas rectas y su sistema de pilares y arbotantes no se alineaban con las leyes de la naturaleza. Para Gaudí, la naturaleza tendía a adoptar formas geométricas regulares, como el paraboloide hiperbólico, el hiperboloide, el helicoide y el conoide.

Estas formas regulares son generadas por una línea recta llamada "generatriz", que se desplaza sobre una o varias líneas llamadas "directrices". Gaudí encontró una profusión de estas formas en la naturaleza, como en juncos, cañas u huesos. Para él, no había estructura superior a la del tronco de un árbol o al esqueleto humano. Estas formas resultaban ser tanto funcionales como estéticas, y Gaudí las aplicó de manera ingeniosa, adaptando el lenguaje natural a las formas estructurales de la arquitectura. Gaudí relacionaba la forma helicoidal con el movimiento y la hiperboloidal con la luz. Sobre las superficies regulares, expresaba: "Los paraboloides, hiperboloides y helicoides, al variar continuamente la incidencia de la luz, presentan una riqueza intrínseca de matices que hacen superflua la ornamentación e incluso el modelado".