Architektura thumb|left|Dziedziniec klasztorny thumb|Kampanila Wygląd zewnętrzny Kościół San Francesco della Vigna jest pierwszym projektem Sansovina, zrealizowanym w Wenecji, a jednocześnie pierwszym przykładem architektury zgodnej z wymogami dojrzałego renesansu. Koncepcja rozplanowania świątyni odzwierciedla zarówno starożytne założenia jak i neoplatoński program Francesca Zorziego autora rozprawy poświęconej harmonijnej proporcji. Jego plan zakładał eliminację kopuły, przekształcenie naw bocznych w kaplice i przedłużenie prezbiterium. Proporcje kościoła oparte są na liczbie 3, przykładowo szerokość naw odpowiada 1/3 ich długości.
Fasada Począwszy od Leona Battisty Albertiego architekci doby renesansu czynili próby adaptowania frontonu pojedynczej hali, jaką była jest starożytna świątynia, do planu większej ilości naw w kościołach chrześcijańskich. Projektując fasadę kościoła San Francesco della Vigna Palladio przedstawił swoją pierwszą konkretną odpowiedź na ten problem, po nieudanym projekcie fasady kościoła San Pietro di Castello. Fasada kościoła San Francesco della Vigna zamykająca jego jedyną nawę została zwieńczona wydatnym tympanonem, a jej dwa mniejsze, boczne skrzydła odpowiadające pierwotnym nawom bocznym, zostały zwieńczone półtympanonami.