Il santuario di Castelpetroso è un edificio molto spettacolare; ricorda le cattedrali gotiche francesi per lo slancio delle linee e la raffinatezza dei particolari. E' stato progettato in stile neo-gotico e realizzato in pietra locale.

Dalla scelta della pianta, al verticalismo delle strutture, all’ irrompere di guglie e rosoni spettacolari, tutto è pensato per meravigliare, stupire e commuovere lo spettatore.

Una scalinata conduce all’ingresso principale, composto da tre portali strombati, di cui il centrale è più imponente rispetto ai laterali.
I portali presentano lunette affrescate con scene della vita di Cristo, a loro volta sormontate da edicolette triangolari.

La facciata è articolata da rosoni e da trifore vetrate, che di notte, illuminate dall’interno, creano effetti luminosi estremamente suggestivi.

La centralità della pianta è evidenziata dal deambulatorio e dalle cappelle radiali: tutto sembra muoversi in un ritmo rotatorio, che affascina i fedeli.

La chiesa è sormontata da un'imponente cupola, che dona maestosità all’edificio, sia internamente che all’esterno. La zona presbiterale, sopraelevata rispetto al piano della chiesa, è posta di fronte all’entrata, in modo che il fedele possa subito orientarsi.

Il Santuario, non solo per l’architettura delle sue strutture ma anche per la ricchezza degli arredi sacri, è meta di molti visitatori, attratti dall’esuberanza delle sue forme e dall’eco della sua fama.