Le sanctuaire a été établi sur des terrains en pente du bas de la montagne de Saint-André, face au mont Poupet. Il est précédé à l'est d'un emmarchement pour les célébrations. Entièrement bâti en béton armé, il est décoré de frises et de motifs géométriques en mosaïque. Le haut massif central porte une plaque de marbre gravée d'une dédicace en lettres dorées. Il sert de base à un socle cubique dont la face orientale est ornée d'une mosaïque où figure l'inscription " Je suis l'Immaculée Conception ", et supporte une vierge en fonte. Le corps central est flanqué de deux portiques en béton, prolongés en retour à l'est par deux massifs bas couronnés en bâtière.