Planta de creu llatina (26 m de llargada per 4,5 m d'amplada a la nau i 9,7 m al creuer). Voltes de canó de guix amb creuer d'aresta amb nervis de pedra. S'hi accedeix per dues portes adovellades de mig punt situades a la part meridional, una al braç dret del creuer i l'altra a l'inici de la part principal. Al damunt d'aquestes portes hi ha sengles ulls de bou. Un petit campanar d'espadanya s'alça damunt la paret meridional a l'altura de la nau principal. Darrere l'altar hi ha el cambril (d'estil neoclàssic amb molta ornamentació) on es venera la imatge de la Verge.
Adossada a l'ermita, a la part esquerra, hi ha la casa de l'ermità, el qual guardava l'ermita i era l'encarregat d'efectuar els tocs de campana.
El culte és documentat ja al segle XIII. L'edifici actual ha estat datat del s. XV, encara que amb moltes reformes. És el successor d'una capella anterior romànica, documentada ja el 1214.
El 2014 es va celebrar els 800 anys de l'ermita amb amb un programa festiu commemoratiu d'aquesta efemèride en el qual va destacar la baixada de la Verge del Montgoi en processó a l'església de Vilaverd.
Protecció: BCIL
Núm. Registre / Catàleg: 5281-I
Disposició: Aprovació definitiva comissió urbanisme
Data Disposició: 21/06/2004
Publicació: DOGC
Data publicació: 27/09/2004
Nivell de protecció: integral
Imatge de la Verge del Montgoi, còpia de l'existent abans de 1936.
Altar i cambril neoclàssic amb molta ornamentació
Bo.
Darrere el santuari hi ha una cisterna de pedra construïda el 1683 amb restes del castell sarraí.
La imatge primitiva actualment es troba a l'església de Sant Martí.
Solé Olivé, Jaume. Vilaverd. Edicions Cossetània, 1999
Fitxa del patrimoni arquitectònic (febrer del 1993 i juny 2004)