Монастырский комплекс Санаин принадлежит к числу мистических жемчужин средневековой армянской архитектуры. В монастырском комплексе Санаин в большей степени, чем в других армянских церквях, сохранены элементы языческих капищ Армении. Монастырь являлся крупным духовным, научным и культурным центром средневековой Армении и был возведен в Гугаркском регионе Исторической Армении (квартал Санаин города Алаверди Лорийской области современной Республики Армения) на горном плато, где в ущелье сливаются реки Дзорагет и Памбак, образуя реку Дебед.

Территория монастыря составляет около двух гектар. В центральной части архитектурного ансамбля монастыря расположен главный храм Санаина — церковь Сурб Аствацацин, рядом расположена церковь Сурб Аменапркич, часовня Сурб Григор, книгохранилище, постройки здания Академии, галереи, притвор, колокольня, мосты и многочисленные служебные здания. Главный фасад комплекса, по древнему обычаю, связанному с культом солнца, обращен на запад. Это определило и устройство на западной стороне главных ворот, через которые паломники попадали непосредственно в самую большую и парадную часть двора.
Первая церковь монастырского комплекса −  церковь Сурб Аствацацин (Св. Богородицы) − была построена в 30-ые гг. X в. в период правления царя Абаса I Багратуни. Сурб Аствацацин является примером крестово-купольного храма, сложенного из базальта, с четырьмя приделами, ориентированными по сторонам света. В течение веков здание церкви подвергалось неоднократным реставрациям и надстройкам, при последней из которых был надстроен купол здания.

В 966 г. Ашот III Милостивый (Вогормац) и царица Хосровануш возвели  в честь своих сыновей Кюрике и Смбата церковь Сурб Аменапркич (Св. Всеспасителя) и основали монастырь и Академию. Академия была крупным образовательным центром: помимо богословия здесь преподавали философию, календароведение,  музыку, медицину и т. д. По преданию, здесь преподавал Григор Магистрос Пахлавуни, в честь которого галерея между церквями Сурб Григор и Сурб Аменапркич была названа его именем.

Церковь Сурб Аменапркич значительно превосходит по объему строительства церковь Сурб Аствацацин и также является примером крестово-купольного храма. 

На одном из фасадов храма имеется горельефное изображение сыновей Ашота III — царей Смбата и Кюрике. 

В 977 г. по приказу Смбата II монастырь Санаин стал резиденцией епископа новообразованного Кюрикийского царства, а  Таширскую  епархию возглавил Исайя.   

 В XI в. в период игуменства Диоскороса Санахнеци были построены книгохранилище монастырского комплекса Санаин и часовня Сурб Григор (Св. Григория). 

В здании книгохранилища хранились не только древние манускрипты и фолианты церковного и светского содержания, но также церковная утварь, необходимая при богослужениях. Здание книгохранилища спроектировано и построено в виде кубического объема с четырьмя колоннами, поддерживающими восьмигранный шатер. Освещение и вентиляция здания осуществлялись через круглый в плане проем в верхней части шатра. Интерьер строения имеет 10 проемов-ниш, различающихся по величине, форме и назначению, выполняющих функцию шкафов.

С западной стороны к церквям пристроены гавиты, которые служили дополнительным помещением для молящихся, усыпальницей, местом собраний, иногда в них совершались церковные службы.

В XI в. после падения Кюрикийского царства и после нашествия монголов монастырь пришел в упадок и оставался заброшенным вплоть до периода правления Закарянов. В период правления Закарянов монастырские постройки были полностью восстановлены, а над рекой Дебед был возведен знаменитый Санаинский мост, по которому проходит дорога, ведущая к монастырю.

Колокольня монастыря  была построена  ХIII в. и является наиболее древней из дошедших до нас колоколен. Первый ярус колокольни использовался под складские цели, второй ярус, разделенный на три придела, использовался под религиозные нужды, третий ярус предназначался для реставрации, переписки и хранения книг.

Архитектурный ансамбль Санаина особенно интересен значительным количеством мемориальных и памятных хачкаров. К другим сооружениям монастырского комплекса относятся усыпальницы знатных родов конца Х — начала ХI вв., а также часовни и родник.

В конце XIV в., когда княжество Закарянов ослабло и распалось, монастырь и село Санаин перешли в собственность потомков Закарянов − Аргутянов-Долгоруких. В годы советской власти церковь находилась в списке  культурных ценностей, находящихся под особой защитой  государства.