Costruito a partire dal 1865 su progetto di Antonio Spezia che prese ispirazione dalla facciata palladiana di san Giorgio Maggiore in Venezia, il santuario viene ampliato nel 1935-38. Stilisticamente appartiene alla corrente più decorativa dell’ecclettismo ottocentesco e la sua ampia cupola, su cui svetta la statua della Madonna, domina il complesso del Cottolengo, della Casa della Divina Provvidenza e degli edifici salesiani.

L'interno, a navata unica e riccamente decorato con marmi policromi, custodisce le spoglie di San Giovanni Bosco; l'affresco della cupola rappresenta la Gloria della Vergine mentre il dipinto sull’altare maggiore, opera di Tommaso Lorenzone, raffigura Maria Ausiliatrice. Al suo interno si trova l'organo a canne Tamburini opus 227, costruito nel 1941 su progetto di Ulisse Matthey, integro nelle sue caratteristiche foniche originarie.