Facciata piana e simmetrica, articolata in tre partiti. Quello centrale, in ordine gigante, seca la cornice del prim'ordine, sotto cui si attestano i partiti laterali: esso presenta due semicolonne corinzie su alti plinti, sormontate da una trabeazione e dall'ulteriore parete di definizione della torre campanaria con frontone conclusivo. Lungo l'asse di simmetria si apre il varco d'accesso principale, il sovrastante balcone, l'edicola atticale. Volumetria prismatica rettangolare. Spazio costruito ad andamento longitudinale. Cupola sulla crociera.

• Pianta
  • Schema basilicale a croce immissa, con vestibolo d'ingresso, sovrastante cantoria (estesa per la larghezza della nave di centro ed al di sopra della quale è la vasta cella campanaria) e tre navi diaframmate da archi a tutto sesto, che si concludono, oltre il transetto, le laterali in cappelle absidate e la centrale nel quadrangolare presbiterio rialzato con abside semicircolare.
• Coperture
  • In coppi su capriate lignee: a due falde sulla navata centrale, sul presbiterio, sui bracci del transetto e, a più alto colmo, sulla cella campanaria; ad una falda sulle navi minori; a più falde sull'abside e sulla cupola.
• Scale
  • Una interna, elicoidale in basalto lavico e situata a sinistra del varco d'accesso mediano nello spessore del muro di facciata, conduce alla cantoria ed alla torre campanaria.
• Pavimenti e pavimentazioni
  • Lastre di marmo disposte a quarantacinque gradi: bianche e grigie, riquadrate da fasce di rosso S. Agata, nel vestibolo e nelle navate. Grigie sul presbiterio. Mattonelle esagonali in cotto nella cantoria e nella cella campanaria. Lastre di basalto lavico sul sagrato.
• Elementi decorativi
  • Diversi monumenti sepolcrali in marmi policromi e numerose tele realizzati fra i secoli XVI e XIX; statue processionali e molti manufatti pittorici ex voto; nel presbiterio due affreschi simmetrici (1898) del catanese Natale Attanasio.
• Impianto strutturale
  • Muratura in pietrame misto.

• 1729 ‐ 1731 (costruzione intero bene)
  • La presenza dei Carmelitani a Catania risale al XIII secolo, quando alcuni frati, giunti dalla Galilea e godendo particolare protezione dalla casa di Svevia, si insediarono extra moenia presso la chiesina di S. Lucia (forse dell'ottavo secolo); essa venne poi ricostruita in sito nel XV secolo (ma più grande e viepiù arricchita) per la munificenza della corona aragonese, sotto il titolo dell'Annunziata. L'intero complesso fu devastato dal sisma del 1693 e fu riedificato in sito con la medesima denominazione, cui si affiancò quella più popolarmente usuale di Madonna del Carmine: la chiesa, terza in città per ampiezza, fu eretta verosimilmente nel breve arco 1729-31 ma il completamento si svolse nei decenni a seguire.
• 1766 ‐ 1786 (lavori di completamento facciata)
  • La più consistente opera di completamento è la facciata, opera del catanese Francesco Battaglia, che la ultimò nel 1766. La statua mariana del nicchione fu collocata nel maggio 1896.
• 1958 ‐ 1988 (erezione canonica carattere generale)
  • La chiesa è stata eretta in parrocchia il 01.11.1971, elevata a santuario mariano nel 1958 e nel 1988 insignita anche della dignità di basilica minore pontificia.

• ambone ‐ intervento strutturale (1991/01/05)
  • Su un'alta base poligonale un corpo prismatico a sezione quadrangolare e con semicolonne agli spigoli sostiene tramite scozie una base prismatica esagonale, su cui si distende il più largo ed inclinato piano del leggio.
• altare ‐ intervento strutturale (1991/01/05)
  • Un corpo prismatico ottagonale in marmo bianco con semicolonne agli spigoli si interpone fra la base e la mensa anch'esse in marmo bianco; quest'ultima superiormente si raccorda tramite scozia al corpo di supporto.