El complejo del Santuario no se encuentra en el lugar donde se produjo el milagro, sino que está situado en una colina más extendida sobre Bellano y desde la que se puede disfrutar de una increíble vista sobre el agua que hay debajo. Es una iglesia de planta central, externamente muy compacta, con un presbiterio muy profundo y una fachada alargada. Esta último posee las formas de un barroco maduro, ligero y sencillo, típico de finales del siglo XVII. Es tripartita con las dos partes laterales inferiores enmarcadas por pilastras sobre un podio que sostiene un entablamento muy pronunciado, unido a la parte central por elegantes líneas curvas. Las pilastras, a su vez, enmarcan dos nichos que contienen las estatuas de San Pedro y San Pablo. En el centro hay un gran portal de piedra coronado por un tímpano roto que proyecta la mirada hacia el gran ventanal, cuya vidriera representa la Coronación de la Virgen y las imágenes del Cardenal Montini, el Papa Juan XXIII y el Monseñor Diego Venini, donante de la obra. La fachada termina con un frontón de formas sinuosas y está flanqueada, a la derecha, por un campanario cuya base parece estar incorporada a la estructura de la iglesia y que se fue erigiendo a lo largo de los siglos.
El interior del santuario tiene una sola nave y es rico en mármol, estuco y pinturas realizadas en diferentes épocas. El altar mayor, dedicado a la Virgen y originalmente colocado más adelante, está provisto de una especie de deambulatorio con paredes revestidas de Ex Voto que, subiendo hacia el punto central, conduce al nicho donde se guarda la efigie milagrosa, colocada en un relicario dorado sostenido por seis ángeles de bronce dorado. Son muchos los mármoles utilizados en el altar, entre los que destaca el negro de Varenna, especialmente en los marcos, en los escalones y en las balaustradas, también de los altares menores; mientras que las paredes están pintadas al fresco con un paisaje de logias y columnatas. La luz natural se filtra a través de dos ventanas historiadas en los laterales, mientras que la otra, en el centro, procede de una gran ventana térmica cuyos cristales reproducen la escena en la que Bartolomeo Mezzera se encontraba frente al Milagro. Las bóvedas del altar mayor también están pintadas al fresco con escenas de la Coronación y Exaltación de la Virgen, mientras que los arcos están decorados con ángeles y santos.
