El pórtico renacentista fecha de 1588, está formado por tres crujías de planta cuadrada cubiertas con vueltas de crucería. El porche se abre al frente con tres arcos, mayor lo central, a manera de arco triunfal con los escudos del santuario y de la población, y protegido con la salvaguarda real de Carlos V.
Al templo se ingresa por una portalada flanqueada por dos columnas de orden corintio, datada en 1716. Está formado por una nave de tres crujías, crucero, capilla mayor, camerino de la Virgen María, sacristías y un corazón alto a los pies. Se cubre con vueltas de cañón con lunas en la nave, cúpula sobre conchas en el crucero, vueltas de cañón y cúpulas en la capilla mayor y camerino.
Sobre la última capilla del lado de la epístola se encuentra la reja desde la cual los sacerdotes alojados en la hospedería podían seguir los ritos.
Las pinturas que se conservan en las vueltas y la cúpula del crucero datan del siglo XIX.
Una reja separa el crucero de la capilla mayor, resto del primer templo barroco. Esta es el área reservada desde la cual se puede acceder a la sacristía y al camerino, donde se despliega un amplio programa iconográfico alusivo al hallazgo de la imagen, los milagros de la Virgen María y su protección sobre la villa de Traiguera. Se trata de un recinto cupulado, con delicada y cuidada decoración de rocallas muy diferente a la del resto del templo, con iluminación propia.