Bangunan GKJ Pakem merupakan bagian dari kompleks sanatorium Pakem, yang didirikan sebagai respon terhadap lonjakan kasus tuberculosis di Hindia-Belanda pada awal abad ke-20, saat obat dan vaksin untuk penyakit ini belum ditemukan. Sanatorium dibangun untuk mengkarantina penderita tuberculosis guna mencegah penularan. Keberadaan sanatorium di Indonesia dimulai pada tahun 1900-an, dengan pandangan bahwa tuberculosis adalah penyakit yang jarang terjadi di negara tropis. Kompleks Sanatorium Pakem dibangun sebagai solusi untuk mengatasi kekurangan kapasitas di rumah sakit zending di berbagai kota seperti Solo, Klaten, Yogyakarta, dan sekitarnya. Lokasi di Pakem, 19 kilometer ke utara Yogyakarta, dipilih karena jauh dari keramaian dan memiliki udara yang dianggap mendukung pemulihan pasien. Pembangunan sanatorium dimulai pada Oktober 1935 dan dirancang oleh kantor arsitektur Sindoetomo, termasuk pemasangan listrik dan pipa air. Sanatorium diresmikan oleh Sultan Hamengkubuwono VIII pada 23 Juni 1936, dihadiri oleh residen Yogyakarta, J. Bijleveld, dan direktur Petronella Hospitaal, Dr. K.P Groot. Pembangunan sanatorium dilakukan secara bertahap karena krisis ekonomi pada tahun 1930-an, dengan gereja sebagai bangunan terakhir yang dibangun, dimulai pada 11 April 1940, ditandai dengan peletakan batu pertama oleh Maria Martha Groot, putri Dr. K.P. Groot. Kompleks Panti Asih Pakem terletak di Padukuhan Panggeran, Desa Hargobinangun, Kapanewon Pakem, Kabupaten Sleman. Dahulu, kompleks ini berfungsi sebagai sanatorium, yaitu sarana kesehatan khusus untuk mengkarantina penderita penyakit paru-paru. Saat ini, kompleks Panti Asih terdiri dari beberapa bangunan, antara lain: Bangunan Administrasi, Paviliun A, Paviliun B, Paviliun C, Ruang Isolasi, bekas rumah dinas dokter, binatu dan dapur, serta gereja. Gereja Kristen Jawa Pakem, yang menghadap ke arah barat, merupakan bangunan satu lantai dengan denah berbentuk persegi. Bangunan ini mengadopsi gaya arsitektur tropis modern dengan atap gambrel (perpaduan atap limas dan pelana) dari genteng, dinding batu bata, dan sudut-sudut bawah dinding yang dilapisi batu kali. Pintu menggunakan jenis pintu papan, jendela berupa panel kaca dengan bingkai kayu, lantai terbuat dari tegel PC (Portland Cement), dan plafon dari anyaman bambu. Di atas pintu masuk terdapat inskripsi dari Injil Kitab Petrus 2:21 yang berbunyi, "KRISTOES WOES NANDANG SANGSARA KARANA KOWE. CHRISTUS HEEFT VOOR U GELEDEN," dan di samping kanan pintu masuk terdapat inskripsi yang menyatakan, "DIT EERSTE STEEN VAN DIT GEBOUW IS GELEGD OP 11 APRIL 1940 DOOR MARIA MARTHA GROOT OUD 5 JAAR," menandai upacara peletakan batu pertama gereja pada 11 April 1940 oleh Maria Martha Groot, putri dokter K.P. Groot. Gereja ini memiliki satu ruang besar memanjang timur-barat untuk kebaktian dengan jemaat menghadap ke timur, serta ruang pertemuan di belakang mimbar untuk penatua dan persiapan pendeta. Mimbar dan kursi kayu yang digunakan sejak awal pembangunan masih ada hingga sekarang.