Edificato negli anni settanta del XV secolo il duomo è stilisticamente influenzato dall'architettura toscana e umbra del tempo. La tipologia militaresca ravvisabile nella straordinaria ampiezza delle mura (2 metri circa), nelle lesene di rinforzo agli angoli, nei beccatelli e nelle caditoie che ornano i lati, pone l'edificio per imponenza come il primo esempio nell'Abruzzo adriatico, dunque vero e proprio esperimento progettuale.

Ha forma ottagonale, come solito nella simbologia di riferimento ai santuari mariani, ed era in principio isolato dal resto delle abitazioni (che dal XVI/XVII secolo vi si collegano nel lato meridionale), ancora a conferma del tentativo di rispettare i canoni di una costruzione ideale. A sormontarla una cupola, poggiante su un tamburo, dall'intradosso emisferico ed estradosso slanciato a congiungersi alla lanterna ottagonale. La calotta è rivestita di embrici semicircolari in cotto (un tempo in Maiolica azzurra con effetto rifrangente, che la rendeva un voluto punto di riferimento visibile dal mare a notevole distanza).

L'interno, praticamente spoglio dopo i restauri del 1926 e del 1948 (questi ultimi ad opera di Arnaldo Foschini) volti al ripristino della spazialità quattrocentesca, erano stati decorati, in età tardorinascimentale e barocca con affreschi e ornamenti (come paraste e decorazioni a conchiglia).