La facciata si presenta molto semplice; sul portalino d’ingresso a due colonne e timpano triangolare si apre una finestra circolare modanata; il prospetto termina con un frontone triangolare i cui lati sono leggermente lavorati con decorazioni a pietra tenera leccese. Il prospetto è completato dalla vista frontale del campanile parallelepipedo, completato da una guglia piramidale. L’interno, costituito da una sola navata, ha il piccolo presbiterio leggermente sopraelevato; sulla parete di fondo, una nicchia con cornice modanata in pietra e arco a tutto sesto mostra il complesso statuario in cartapesta raffigurante l’apparizione della Vergine a Fatima che sostituisce la tela preesistente. Quattro finestre rettangolari, con vetri istoriati policromi, permettono l’illuminazione naturale dell’ambiente sacro. L’ampio sagrato, racchiuso da una balaustra in di conci di carparo a vista, e al quale di giunge salendo una larga scalinata, è usato per le liturgie all’aperto nella stagioni favorevoli.

• Coperture
  • volte a spigoli con pavimento solare rivestito di basoli di pietra morbida connessi con malta.
• Pavimenti e pavimentazioni
  • Il pavimento è in marmo.
• Pianta
  • chiesa a pianta rettangolare e campanile a pianta quadrata.
• Impianto strutturale
  • La tecnica costruttiva è quella tradizionale con l’uso di conci di carparo locale delle cave di Alessano regolarmente squadrati, assemblati, lasciati a vista nelle murature esterne, intonacati e tinteggiati all’interno. Le decorazioni e le modanature sono in pietra leccese più morbida.
• Scale
  • Per giungere al sagrato del santuario occorre salire un’ampia gradinata costituita da due ordini di scale separati da un piano intermedio. L’accesso per i diversamente abili avviene lateralmente continuando a percorrere la strada fino all’altezza del sagrato.

• 1952 ‐ 1952 (costruzione intero bene)
  • Costruita sulla propaggine delle serre salentine da maestranze locali su disegno del committente, don Tommaso Piri, parroco di Caprarica di Tricase (1950-1968), fu consacrata e dedicata alla Madonna di Fatima dal mons. Giuseppe Ruotolo, vescovo di Ugento, l’11 giugno 1952.
• 1957 ‐ 1957 (elevazione santuario)
  • Il medesimo ordinario la elevò a dignità di santuario il 13 ottobre 1957, arricchendola di indulgenze, nel 40° anniversario delle apparizioni della Vergine Maria a Fatima in Portogallo. Nel medesimo anno,l’11 marzo, era stato collocato all’esterno della chiesetta il monumento a papa Pio XII benedicente com’era apparso dopo il bombardamento bellico al quartiere romano di S. Lorenzo.
• 1980 ‐ 1980 (adeguamento liturgico intero bene)
  • L’amenità del posto ha contribuito a farne un luogo di spiritualità e durante il parrocato di don Eugenio Licchetta (1968-2011) si è provvisto all’adeguamento alle norme liturgiche post-conciliari.
• 2014 ‐ 2014 (manutenzione straordinaria intero bene)
  • Durante il parrocato di don William Del Vecchio la chiesa è oggetto di diversi lavori di manutenzione straordinaria, come il consolidamento degli intonaci, la pulizia delle facciate e il rifacimento dell'impianto elettrico secondo le norme vigenti.

• altare ‐ aggiunta arredo (1980)
  • l’altare tridentino aggettante sul muro del presbiterio è stato sostituito con una mensa eucaristica in pietra, adeguata allo spazio disponibile e lievemente lavorata.