Il Santuario sorge su una precedente chiesa degli inizi del XVII secolo, a sua volta sorta sulle rovine di un'antica cappella del XIV secolo.
Al suo interno è custodito un affresco bizantino del XI-XII secolo raffigurante la Vergine col Bambino.
L'esistenza della cappella viene documentata già nel 1452 in riferimento ad una visita pastorale da parte di monsignor Ludovico De Pennis, vescovo di Nardò.
La chiesa fu ricostruita tra il 1913 e il 1942 su progetto dell'architetto parabitano Napoleone Pagliarulo. Il Santuario fu innalzato a Basilica minore il 1º settembre 1999 da Giovanni Paolo II.
Lo stile della costruzione ha elementi in stile romanico-bizantino, romanico pugliese e gotico. Caratteristico è il rosone arricchito da vetrate istoriate con al centro Cristo e negli spicchi i Dodici Apostoli.
Al lato dell'intera struttura s'innalza il maestoso campanile, ultimato nel 1976 e voluto dai Domenicani, custodi del santuario.
L'appellativo della Coltura ha origini incerte:
- come abbrevizione di Madonna dell'Agricoltura;
- origine etimologica del nome originario dell'immagine sacra S.M. de la Cutura. Si ritiene che Cutura derivi da Cullura, dal termine dialettale "Cuddura": torta di pane variamente decorata con uovo, tipica del periodo pasquale.