Il Santuario è il monumento di maggiore pregio della comunità di Cannobio e le caratteristiche costruttive sono quelle riscontrabili nelle altre opere degli architetti Beretta di Brissago e cioè nella chiesa di Madonna di Ponte a Brissago e in quella di Madonna di Campagna a Verbania.
L’ingresso a lago dell’edificio immette in una sorta di cripta, mentre l’ingresso principale è sopraelevato rispetto al livello del lago poiché il suolo su cui è stato edificato è decisamente digradante e, dal lago, è raggiungibile salendo le ampie gradinate che affiancano l’edificio.
Il sagrato su cui si apre l’ingresso è delimitato a sud dalle alte mura del Monastero delle Orsoline e a nord dalla bella facciata di una villa settecentesca.
La facciata del santuario, realizzata all’inizio del 1900, è edificata in granito rosa di Baveno. Sopra la porta centrale è posta una statua in bronzo che rappresenta la Pietà, la pregevole opera è stata realizzata dallo scultore cannobiese Giulio Branca. L’interno è caratterizzato da un puro stile rinascimentale, con un tipico tiburio decorato da agili colonne.Le decorazioni dell’interno seguono i gusti dello stile barocco e rococò e il marmo per la loro realizzazione proviene da cave dalla vicina Svizzera.La pavimentazione in sasso è ancora quella del pavimento originale dell’epoca di edificazione della chiesa.
Il quadro del miracolo cui è dedicato il santuario, è collocato nel presbiterio al centro dell’altar maggiore; sopra la Pietà si trova una pregevole opera realizzata da Gaudenzio Ferrari nel 1535: si tratta di una pala d’altare che rappresenta la salita di Gesù al Golgota.
Sempre nel presbiterio, sulle pareti laterali, vi sono tele di valore che rappresentano diversi momenti della Passione del Signore e due grandi opere di Luigi Pellegrino Scaramuccia realizzate attorno al 1660.Gli affreschi della volta sono di Cristoforo Giussani da Angera e vennero realizzati verso il 1725. Gli affreschi del presbiterio rappresentano il trionfo della croce, la crocifissione e la deposizione di Gesù. L’affresco realizzato a metà della navata rappresenta Gesù che prega nell’orto di Getsemani, e all’inizio della navata presso l’ingresso della chiesa, c’è la singolare rappresentazione di Maria che benedice il Figlio prima che inizi la sua missione profetica in mezzo al popolo.Le due cappelle laterali sono dedicate alla Madonna del Rosario e a San Lorenzo.
Nella cappella della Madonna del Rosario vi sono affreschi che rappresentano l’annunciazione e l’incoronazione di Maria, alle pareti vi sono due grandi tele che rappresentano il dono del rosario ai santi Domenico e Caterina e una bella Immacolata assunta in cielo. Al centro vi è la statua in legno della Madonna realizzata nel 1920 secondo il disegno dello scultore Giulio Branca.
Nella cappella di destra, dedicata a San Lorenzo, gli affreschi e i quadri rappresentano il martirio del santo. La scelta di ricordare San Lorenzo venne fata perché per realizzare il santuario fu necessario abbattere una piccola chiesa a lui dedicata.
Sulle pareti laterali della navata centrale vi sono, all’interno di belle cornici in marmo, opera degli artigiani Buzzi e Pellegatta, quattro grandi quadri realizzati dal pittore Antonio De Giorgi di Milano tra il 1764 e il 1768. Essi descrivono le scene del miracolo.In una cripta situata sotto il santuario, a cui si può accedere dall’esterno dell’edificio sul versante a lago, è conservato il corpo di un sacerdote cannobiese, don Silvio Gallotti, morto nel 1927 in concetto di santità. Il crocefisso che sovrasta la sua tomba è splendida opera rinascimentale.
