Архитектурные сооружения монастыря в Санаине принадлежат к числу тех, художественный уровень и научное значение которых выходят за рамки национальных границ. Ансамбль памятников Санаина расположен на небольшом горном плато, у каньона реки Дебед, на высоте 1000 метров над уровнем моря. По другую сторону каньона находится город Алаверди, и дорога из него в Санаин начинается у древнего каменного моста, переброшенного через реку Дебед.
       Санаинский мост – выдающееся по своим инженерным и художественным особенностям сооружение XII века. Он был возведён в 1192 году, что явствует из строительной надписи, высеченной на обратной стороне хачкара, установленного подле моста. Как и большинство мостов Армении – это однопролётное арочное сооружение. Рельеф местности определил расположение опор его арки на разных высотах – правая помещена на выступающем из воды скалистом уступе, левая – почти у поверхности воды.
       Полуциркульная арка моста имеет пролёт 18 метров, расстояние от её средней части до поверхности воды – 12,5 метров. Высокое качество каменной кладки при безукоризненно проведённом расчете придало мосту замечательную прочность, сохранность его и в наше время хорошая.
       Ширина моста постоянна по всей длине. В связи с разностью высотных отметок берегов и подходящих к нему дорог полотно правой половины моста сделано горизонтальным, а левой – с уклоном в сторону низкого берега. Для смягчения крутизны этого уклона было устроено десять ступеней, рассчитанных на прохождение по ним вьючных животных. Сейчас ступени скрыты новым полотном.
       Ступенчатый силуэт моста как бы подчёркивает окружающий скалистый рельеф, его художественные детали – лаконично выполненные фигуры диких кошек – как бы взяты из окружающей мост природы. Монументальность форм этого сооружения поражает каждого направляющегося в Санаин. Время основания монастыря в Санаине не установлено, однако свидетельства историков служат подтверждением известности его задолго до X века, а уже в X – XI веках число монахов здесь достигло нескольких сот человек.
       В этот период Санаин приобрёл значение и просветительского центра Армении, школа при его монастыре была преобразована в Академию, известную в истории Армении как Академия Григора Магистроса Пахлавуни. Большое внимание в ней уделялось изучению гуманитарных наук, здест преподавали выдающиеся учёные и просветители средневековья – Теодорос, Вардан, Анания и другие, прозванные Санаинскими. В исторических хрониках сохранились упоминания о том, что отправляемые из Армении за границу посольства сопровождались советниками из числа учёных Санаина. Уже в XII веке в Санаине существовала медицинская школа. В ней, по сведениям летописца, изучались анатомия и физиология внутренних органов человека.
       Санаин дал нескольких известных представителей национальной культуры. Здесь жил непревзайдённый народный певец и музыкант Саят-Нова (Арутюн Саядян). Выходцем из Санаина был также историк и археолог Александр Ерицян.
       Монастырь Санаина занимает небольшую, всего лишь около двух гектаров, территорию. В центральной её части на протяжении более четырёх веков зодчими разных поколений и возводились его замечательные архитектурные памятники – церкви Сурб Аствацацин, Аменапркич и часовня Сурб Григор - в X веке, здание Академии – в начале XI века, книгохранилище – в 1063 году, здание галереи – в конце X века, притвор – в 1181 году, колокольня в XIII веке.
       Все эти сооружения сгруппировались вокруг старейшей постройки – церкви Сурб Аствацацин. Ансамблевость, единство и компактность комплекса достигнуты благодаря тому, что на протяжении трёх веком каждый зодчий внимательно исследовал всё, возведённое своими предшественниками, и возводил свою постройку с учётом уже стоявших здесь.
       Главный храм Санаина – Сурб Аствацацин (св. Богородицы) – древнейшее из сохранившихся сооружений монастыря. Строителями церкви исторические хроники называют армянских монахов, бежавших сюда из Византии от притеснений императора Романа Лакапина (920-944 гг.)
       Здание, сложенное из полутёсанного базальта, представляет собой крестово-купольный храм с четырьмя пределами по всем сторонам. Простые и ясные формы интерьера, гладкие стены без затенённых углов – подчёркивают объём и значение под купольного пространства. Лишь кронштейны у круглого барабана купола украшены несколько схематичными и наивными рельефами в виде голов животных и человека. Уцелевшие фрагменты штукатурки со следами росписи позволяют предположить, что интерьер церкви был украшен стенописями.
       С течением веком церковь неоднократно ремонтировалась и частично перестраивалась. Так в 1652 году был надстроен её купол. Искусный мастер, каменщик Саркис, не нарушая ни внутренней высоты его, ни формы барабана, повысил купол снаружи и покрыл его более остроконечным шатром. Общая высота здания повысилась, было достигнуто согласование с высотой колокольни и церкви Аменапркич.
       Церковь Аменапркич – самый крупный из всех памятников Санаина. В X веке она служила кафедральным собором Лорийского царства. Это сооружение относится к тому же крестово -купольному типу храмов, что и Сурб Аствацацин, от которой её отличает лишь кладка, выполненная из чисто тёсаных квадров базальта, да детали, обусловленные большими размерами церкви.
       Достопримечательность этой церкви – помещённая в верхней части восточного фасада скульптурная группа – цари Кюрике и Смбат. Выполненные во весь рост, фигуры царей обращены лицами друг к другу, в руках они держат модель храма. Скульптор постарался выполнить фигуры в реалистичной манере, характерные лица царей были безусловно узнаваемы современниками, в их торжественных нарядах армянской знати второй половины IX века современный историк может почерпнуть немало полезных для себя сведений.
       Интересны описания великолепного внутреннего убранства этого собора - богатая церковная утварь тонкой работы, расшитые золотом и серебром облачения служителей переливались разноцветными бликами в свете многочисленных лампад и свечей.
       Под куполом собора висела главная люстра со 112 светильниками светло-оранжевого цвета. Полагают, что люстра эта была изготовлена из полированной меди с накладными серебряными украшениями.
       Турки-сельджуки в 1064 году, а затем и персы в 1104 году разграбили собор вместе с другими храмами Санаина. Дело довершило землетрясение 1139 году, которое значительно повредило весь ансамбль памятников. Последующие реставрации XIII – XIX веков, восстановив облик церквей, не вернули им, к сожалению, великолепия внутреннего убранства, о котором мы узнаём лишь из исторических хроник.
       Между церквями Сурб Аствацацин и Аменапркич (Всеспасителя) строителями X века был оставлен узкий проход. Однако зодчие вскоре убедились в том, что частые землетрясения в этих местах могут разрушить церкви. Ими было принято остроумное и чрезвычайно правильное с инженерной точки зрения решение – заполнить пространство между церквями ещё одной постройкой, которая создаст единую объёмно-пространственную композицию, что значительно повысит сейсмическую устойчивость всех этих сооружений. Такой постройкой стало помещение Академии.
       Композиция его представляет каркасную конструкцию однонефной галереи с мощными арками и устоями, перекрытую каменными плитами. Небольшая площадь составляет всего 34 квадратных метра, однако высокая ритмичность интерьера, образованная арками и устоями, зрительно увеличивает протяжённость помещения. Открытые торцы галереи создают богатую игру света и тени, усиливая иллюзию большого пространства.
       Книгохранилище Санаина -талантливое произведение армянских зодчих средневековья, более того, другое подобное здание неизвестно. По своей площади это крупнейшее средневековое книгохранилище Армении. Возведено оно было на средства и по повелению царевны Грануш. В нём сохранялись не только монускрипты, а также всевозможная ценная утварьмонастыря.
       Квадратное в плане помещение книгохранилища увенчано восьмигранным шатром. Основной свет в течении дня проникает в помещение через круглый проём в его вершине, он же служит и для вентиляции. Узкое окно в восточной стене служило для чтения рукописей без огня в пасмурные дни и зимою. Такое, по нашим понятиям, скупое освещение определялось необходимостью обезопасить хранилище от грабителей, почти вовсе не устраивая окон.
       Роль шкафов здесь играли разнообразные по величине, форме и высоте положения десять ниш. Их расположение вдалеке от входа было необходимым для создания там постоянного микроклимата, как и люди, не любят холодных сквозняков.
       Ниши эти служили также и украшением интерьера их килевидные и полукруглые навершия декорированы геометрическими узорами и углублёнными в стену профилями. Украшена узором даже миниатюрная полочка для светильника у окна. Весь интерьер этого помещения производит на зрителя сильное впечатление благодаря согласованности всех своих частей. Внешнее убранство здания значительно скромнее его интерьера. Тут, однако, обнаруживается любопытнейшая деталь – остатки ораторской трибуны, устроенной на левой части стены восточного фасада здания. Размеры её были невелики, каменное основание на консолях дополнялось деревянным настилом с лесенкой, шедшим вдоль фасада почти до угла.
       Здесь, вероятно, проходили богословские диспуты, собиравшие большое число участников. Слушатели и участники помещались на площади перед восточным фасадом книгохранилища, ораторы же – на трибуне, укреплённой на стене на их головами. Тем самым достигалась двоякая польза – оратор был всем виден и слышен, сам же он оставался в безопасном удалении от эмоциональных порывов слушателей.
       Для защиты помещения книгохранилища от солнца, ветра, дождя и снега, создания перед ним своеобразного климатического «шлюза» - вдоль его южной стены была возведена галерея.
       Кроме места для бесед учёных наставников со своими воспитанниками и посетителями, эта галерея, как впрочем и другие, ей подобные, служила также и усыпальницей знатных лиц. В ней до сих пор сохранилось надгробье княгини Нарджис, сестры Закаре и Иванэ Захаридов.
       Притвор монастыря в Санаине возведён на месте более раннего, разрушенного иноземцами и землетрясением. Новое помещение представляет собой квадратный в плане зал, украшенный четырьмя центральными колоннами. Шатёр притвора вытянут по высоте, это впечатление усиливается его восьмигранной формой со световым отверстием, сосредотачивающим взгляд зрителя на виднеющемся в вышине голубом небе.
       В отличии от большинства притворов, дверь здесь устроена в северной стене. Это сделало более удобной его связь с остальными службами монастыря. Лаконичные внешние формы притвора дошли до нас без существенных изменений.
       Последним монументальным сооружением монастыря была колокольня. В отличие от деревянных вышек, часто служивших в средневековой Армении колокольнями, эта представляет собой квадратную в плане трёхэтажную башню, увенчанную шестиколонной ротондой, в которой висели колокола. Зодчий придал этой колокольне нарядный, композиционно завершённый вид устремлённого ввысь сооружения.
       Три различных по названию этажа её использовались следующим образом: первый, в настоящее время основательно перестроенный, служил монастырским складом; второй, состоящий из трёх небольших приделов, использовался как модельная при монашеских бдениях; в просторном и светлом помещении третьего этажа, вероятно, работали переписчики рукописей.
       За пределами монастыря сохранилась церковь Сурб Арутюн (св. Воскресения), время её возведения относят к XIII веку. Это миниатюрное, квадратное в плане здание со сводчатым залом и двускатной кровлей. От всех прочих её отличает наличие двух алтарных апсид, что делает её скорее поминальной часовней. Правый алтарь её был посвящён Воскресению, левый – св. Григору, в память, вероятно. Григора Тутеворди, чей надгробный хачкар находится на территории монастыря.
       К востоку от Санаина, на вершине лесистого холма стоит церковь Сурб Карапет (Иоанна Предтечи). Это небольшая однонефная базилика со сводчатым перекрытием, с северной стороны к ней примыкает два миниатюрных придела. Построенная в начале XI века, она интересна тем, что её нижние части сложены из грубо околотого тёмно-зелёного кварцита кладкой «рыбья кость». Обрамления же проёмов и верхняя часть церкви сложены из чисто тёсаных блоков базальта.