L’església actual és de planta rectangular, absis quadrat, coberta a dues aigües, campanar de paret i porxo adossat al mur sud. La porta s’obre al mur sud i està emmarcada amb dues finestres a banda i banda destinades a il•luminar l’interior de la nau, i una al capdamunt que il•lumina el cor barroc de fusta. La nau disposa de finestres més petites que il•luminen la zona propera al presbiteri i l’espai del cambril s’il•lumina amb tres finestres obertes al mur nord i una al mur oest. Els murs estan aixecats amb pedres d’esquist de mida mitjana i petita, disposades sense seguir filades i originalment estaven arrebossats. La coberta de la nau i del cambril és a dues aigües, correguda, i descansa sobre cinc arcs torals. El campanar de paret de dos ulls s’aixeca sobre el mur sud. L’interior de la nau, com a conseqüència de l’incendi i de les successives restauracions, conserva molts pocs testimonis de la seva antiga decoració pictòrica i del seu mobiliari barroc; només destaca la reixa de ferro que separa els espais de la nau i de l’absis. Avui, de la primera església romànica només són visibles el mur oest, que s’integra dins la paret lateral de ponent de l’edifici barroc, i els fonaments de l’absis, descobert durant les excavacions arqueològiques de l’any 1991. Les restes exhumades van posar al descobert una planta de nau única, absis semicircular i un porxo adossat a la façana sud.
Entre els anys 1974 i 1976 es projecta, s’executa i s’inaugura el santuari nou, obra de l’arquitecte Ricard Bofill i Leví[ (Barcelona, 5 de desembre de 1939), ), que el va concebre com una “recreació del romànic”, i l’espai de l’església antiga es transforma en un jardí.
El Santuari de Nostra Senyora de Meritxell, patrona d’Andorra , ha estat reconegut pel Papa Francesc (en llatí: Franciscus) (Buenos Aires, 17 de desembre de 1936), nascut com a Jorge Mario Bergoglio, com a Basílica menor el 13 de maig de 2014 recentment, es troba a la parròquia de Canillo.
L’any 1991 l’Àrea de Recerca Històrica realitza una excavació d’urgència a l’interior de la nau i al cementiri; al mateix temps l’Àrea d’Inventari i Conservació rehabilita l’església.
Finalment, l’any 1994 la nau es converteix en una sala on es presenta l’exposició Meritxell Memòria.
Al seu interior es troba una reproducció de la talla romànica de la Mare de Déu de Meritxell, així com també les escultures dels set sants patrons titulars de les parròquies d’Andorra.
