Fue edificada sobre el anterior santuario-ermita de Santa Elena; su período de construcción abarcó 16 años, desde 1723 hasta 1739, y ha sido restaurada en varias ocasiones. Pertenece al barroco tardío de la provincia, con algún elemento neoclásico; su planta es de cruz griega y en su interior puede verse la imagen del cristo milagroso que sigue pintada en la pared.

En el exterior destacan varios elementos; su gran cúpula encamonada, adornada con ocho buardas, apuntada y envuelta al exterior por un alto tambor octogonal; la flanquean cuatro torres-campanario, con sendas figuras en su base de simbología incierta; la portada-retablo dentro de un arco rehundido, con cuerpo inferior de columnas toscanas y superior de columnas salomónicas sobre paramento almohadillado; en su centro hay un relieve que representa a Cristo y el milagro con los ladrones; en la fachada lateral, un relieve representando a Santiago Matamoros, en recuerdo a la Orden Militar a la que pertenecía el santuario. Fue declarada Bien de Interés Cultural con categoría de Monumento en 1993.