A Capela de Nossa Senhora da Penha situa-se no topo da majestosa e bela Colina da Penha, também conhecida como Colina do Bispo, uma vez que o local também albergou a antiga residência dos bispos da Diocese de Macau. A estrutura edificada é composta por um campanário, torre sineira, uma capela de desenho clássico ecléctico e o edifício da antiga residência do bispo. O espaço aberto em frente à capela tem uma estátua em mármore da Virgem Maria voltada para o mar. Mais adiante, está uma escadaria de pedra que conduz à Gruta de Nossa Senhora de Lourdes. A referida aparição de Nossa Senhora numa gruta na cidade de Lourdes, em França, levou à reprodução de igrejas-grutas semelhantes em todo o mundo, tal como esta, de desenho arquitectónico solene, localizada num ambiente elegante e tranquilo.
Em 1620, o navio mercante S. Bartolomeu navegava de Macau para o Japão para comércio e foi apanhado por um tufão. Perante tal perigo, os mercadores a bordo rezaram à Virgem Maria pedindo protecção, comprometendo-se a doar dinheiro para construir um mosteiro em Macau, se sobrevivessem. Por fim, todos regressaram a Macau em segurança e os cumpriram a sua promessa, fazendo doações à Ordem Agostinha, para a construção e gestão de um mosteiro em seu nome. Como resultado, a Capela de Nossa Senhora da Penha foi construída em 1622, com reconstruções em 1837 e 1935.
Os bispos da Diocese de Macau, a partir de D. João Paulino de Azevedo e Castro em diante, escolheram como residência o edifício localizado à esquerda da capela, até que D. Arquimínio Rodrigues da Costa se mudou, marcando o fim da função do edifício como residência episcopal. Em 2009, a Diocese de Macau convidou as freiras da Ordem Cisterciense da Estrita Observância (OCSO), para utilizarem a capela como seu convento.
Da segunda metade do século XVI à primeira metade do século XVII, Macau serviu como um importante centro de transbordo para o comércio sino-japonês. Com a proibição marítima imposta pelo Império chinês na época, Macau tornou-se no único porto ao longo da costa da China autorizado a negociar com o Japão. A rota comercial entre Macau e Nagasaki era uma parte importante da rede comercial dos Portugueses na Ásia. Antes da instalação de governadores portugueses em Macau, o Capitão-Mor do navio que efectuava essa viagem era o representante do Rei de Portugal na China. Portanto, a própria construção da Capela de Nossa Senhora da Penha está intimamente associada às rotas comerciais sino-japonesas da Rota Marítima da Seda.
A Procissão de Nossa Senhora de Fátima realiza-se no dia 13 de Maio todos os anos, celebrando as aparições de Nossa Senhora de Fátima em Portugal, em 1917. Com recitações de rosário e cantos de hinos ao longo do percurso, esta procissão avança lentamente desde a Igreja de S. Domingos até à Capela do Santíssimo Sacramento da Penha, num desfile religioso exuberante. É uma das celebrações religiosas mais distintas de Macau.
