O santuario posúe un auténtico muro de límite cun impoñente portal de entrada. Despois da entrada atópanse dous edificios do século XIX, que no seu día acolleron o custodio do Santuario, e que hoxe en día se utilizan como recintos de acollida de peregrinos.A monumental escalinata de acceso ao santuario, sobre dúas ramplas, data de 1599.A igrexa, dominada por unha cúpula de cobre, ten tres naves. O central alberga o altar maior e inclúe unha fermosa obra de talladores trentinos, é dicir, unha estrutura de madeira con estatuas. Adorna unha antiga estrutura de pedra, a chamada "Casa Santa", que conserva un fresco do século XIV atribuído á escola de Giotto, que representa a Virxe e Xesús bendicindo á Nai. Arredor do fresco hai catro preciosos medallóns pintados sobre cobre que representan episodios da Santísima Virxe: a presentación da Nena María no Templo, a Anunciación, o Nacemento de Xesús, a Visita dos Reis Magos. As dúas naves inclúen dous ricos altares de madeira do século XVII dedicados respectivamente á Virxe de Loreto e a San Giuseppe. Tamén hai algúns cadros atribuíbles ao pintor veneciano Andrea Celesti e á súa escola.O Santuario tamén é famoso polos numerosos exvotos, mostras de gran fe e devoción por parte da poboación tignalesa e en xeral de toda a zona.Destaca a buscada pola comunidade de Tignale para a liberación da ameaza do terrible bandido “Zan Zanù” a principios do século XVII, considerado o maior exvoto de Italia.Debaixo da igrexa hai unha estrutura máis antiga que testemuña a presenza dun Santuario anterior ao actual, con dous frescos do século XV (un deles datado en 1458), que representan, respectivamente, á Virxe co Neno con outros santos (entre eles un San Sebastiano, San Vixilio de Trento e un Santo Bispo, quizais Zenón patrón de Verona, ou Erculiano bispo de Brescia), e a Virxe entronizada co bispo Vigilio.Non hai información certa sobre as orixes do Santuario de Montecastello.A tradición, que aseguraba que a primeira atestación da existencia dunha igrexa na zona que hoxe ocupa o Santuario data do ano 802, carece de fundamento documental sólido.Porén, algúns achados arqueolóxicos fan verosímil que o primitivo edificio de culto de Montecastello se remonta arredor do século IX.Mesmo a mención da igrexa de Santa Maria del "Monte della Stella" nunha bula papal de 1187 non é segura.Tamén se transmite a noticia da construción dunha igrexa en Montecastello en 1283, despois dunha manifestación milagrosa acontecida durante unha batalla entre Trentino e Brescia.Porén, os primeiros datos seguros remóntanse a 1458, é dicir, a data que aparece nun fresco das salas baixas do santuario.A igrexa de Montecastello aparece entón mencionada nas visitas pastorais, comezando pola da época de Bernardo Clesio, arcebispo de Trento (1537).Durante o século XVII o santuario foi modificado, asumindo o seu aspecto definitivo, ademais da restauración da fachada en 1903.En 1904 coroouse solemnemente a Virxe de Montecastello.