Edificato a ricordo del miracoloso evento che vide nel 1953, in un'umile abitazione nella non lontana via degli Orti, lacrimare una effige in gesso della Vergine Maria, posta al capezzale di due coniugi siracusani, il complesso è composto da una monumentale struttura di forma conica che domina, dall'alto dei suoi 74 metri, la città.

L'evento miracoloso della lacrimazione che poi diede il via ad un costante pellegrinaggio, si ripeté dal 29 agosto al 1° settembre del 1953, fra l'incredulità e nella generale commozione di un'immensa moltitudine di fedeli che videro lacrime umane scorrere sulle gote della sacra immagine, lacrime che, raccolte e sottoposte ad ogni tipo di analisi ed accertamenti medico-scientifici effettuati da una commissione medica nominata dalla Curia Arcivescovile di Siracusa, risultarono simili a quelle umane. Il Santuario è un edificio straordinariamente vasto ed imponente nella sua massiccia struttura di cemento armato. H una superficie totale è di mq. 4.700, con una capienza di circa 11.000 persone.

È stato progettato, per la parte architettonica, da M Audrault e P. Parat di Parigi, e , per la parte strutturale, da R. Morandi di Roma. La costruzione a pianta circolare, dal diametro esterno di 80 metri, vanta bel 18 ingressi e accoglie la chiesa inferiore o Cripta , e la chiesa superiore o Santuario, la cui base è sostenuta da 22 travi di cemento armato.  La Cripta è stata inaugurata il 28 agosto del 1968. Di forma circolare, ha un diametro esterno di 80 m, quello interno di 38 m ed una altezza di 9 metri. L’altare centrale è posto su una pavimentazione in granito rosso. Il presbiterio a semicerchio vuole dare l’idea dell’accoglienza. Il quadretto della Madonna è stato su questo altare dal 1968 al 1987 e dal 1° Maggio del 1994 al 4 Novembre del 1994.

Situate nelle navate laterali, fanno da cornice circolare all'altare maggiore 8 cappelle dedicate a Santa Lucia, a Sant'Agata, a San Corrado, ai SS. Pietro e Paolo, al Crocifisso, alla Santa Famiglia, a San Francesco d'Assisi, al Santissimo Sacramento. Nella sommità esterna della Chiesa Superiore, è situata una statua di bronzo della Madonna delle Lacrime, opera dello scultore Francesco Caldarella, circondata da una aureola ad elementi circolari e a raggiera La pavimentazione dell'immensa navata, ad intarsi di marmi bianco di Carrara, grigio Billieli e nero Tarquinia, riproduce una stella. In marmo Lasa è, invece, la pavimentazione dell'altare maggiore e del presbiterio. Nel Santuario è custodito il Reliquiario, in cui sono conservati alcuni preziosi ricordi del prodigio della Lacrimazione. Realizzato su progetto di Biagio Poidimani, il Reliquiario poggia su un piede dalla base ottagonale ed è costituito da 3 piani sovrapposti. Infine degno di attenzione è il maestoso portone di ingresso interamente in bronzo, opera dello scultore Giacomo Albano, rappresenta la porta di un ovile e reca inciso in greco un versetto del Vangelo di Giovanni (10,9).