Helgedomen har en riktig vägg med en imponerande ingångsportal. Bortom ingången finns två byggnader från 1800-talet som en gång i tiden hyste helgedomens föreståndare och som nu används som mottagningslokaler för pilgrimer.Den monumentala tvåstegstrappan som leder till Santauario är från 1599.Kyrkan, som toppas av en kupol i koppar, har tre skepp. Det centrala rymmer högaltaret och innehåller en soasa av Trentino-skulptörer, dvs. en träkonstruktion med statyer. Den pryder en gammal stenkonstruktion, det så kallade "heliga huset", som rymmer en 1300-tals fresco som tillskrivs Giottos skola och som föreställer Madonnan och Jesus som välsignar modern. Runt fresken finns fyra värdefulla kopparmålade medaljonger som skildrar episoder av den heliga Jungfru Maria: presentationen av den lilla Maria i templet, tillkännagivandet, Jesu födelse och de vises besök. I de två sidoskeppen finns två rika träaltrar från 1600-talet som är tillägnade Vår Fru av Loreto respektive Sankt Josef. Det finns också några målningar som kan tillskrivas den venetianska målaren Andrea Celesti och hans skola.Santaurio är också berömd för sina många ex-votos, tecken på stor tro och hängivenhet hos befolkningen i Tignale och hela området i allmänhet.Särskilt värt att notera är den som beställdes av Tignales befolkning för att få befrielse från hotet från den fruktansvärda banditen "Zanù" i början av 1600-talet, och som anses vara den största ex-votan i Italien.Under kyrkan finns en äldre struktur som vittnar om att det fanns en helgedom före den nuvarande, med två fresker från 1400-talet (varav en är daterad 1458) som föreställer Madonnan med barnet tillsammans med andra helgon (bland annat Sankt Sebastian, Sankt Vigilius av Trent och en helig biskop, kanske Zeno, Veronas beskyddare, eller Erculian, biskop av Brescia), respektive Madonnan med biskop Vigilius på tronen.Det finns inga säkra uppgifter om ursprunget till helgedomen i Montecastello.Traditionen, som hävdade att det första intyget om att det fanns en kyrka i det område som nu upptas av helgedomen går tillbaka till år 802, saknar en solid dokumentär grund.Vissa arkeologiska fynd gör det dock troligt att den primitiva gudstjänstbyggnaden i Montecastello går tillbaka till omkring 800-talet.Omnämnandet av kyrkan Santa Maria del Monte della Stella i en påvlig bulla från 1187 är också osäkert.Det finns också uppgifter om att en kyrka byggdes i Montecastello år 1283, efter en mirakulös händelse som ägde rum under en strid mellan Trentino- och Bresciafolket.Den tidigaste säkra informationen går dock tillbaka till 1458, det datum som finns med på en freskomålning i de nedre rummen i helgedomen.Kyrkan i Montecastello nämns senare i pastorala besök, med början i Bernardo Clesio, ärkebiskop av Trento (1537).Under 1600-talet förändrades helgedomen och fick sitt slutliga utseende, bortsett från restaureringen av fasaden 1903.År 1904 kröntes Madonnan av Montecastello högtidligt.