La chiesa è ad unica navata con l'altare maggiore in marmi policromi del secolo XVIII, pregevole opera di maestri napoletani.
La sovrastante edicola è del 1914, rinnovata a devozione di Domenico Gasparro di Cerignola. La statua, un severo Cristo Pantocratore, secondo alcuni studiosi, è del sec. XIII. Un ignoto frate nel '500 l'ha modificata ripresentandola nella sua forma attuale alla venerazione dei fedeli come l'effigie di San Matteo.
Sui muri piccole macchie di colore ci trasportano indietro di molti secoli: è quel che resta degli affreschi di cui la chiesa doveva essere ricca nel Medioevo. E' ancora riconoscibile l'immagine di S.Giovanni Battista col dito teso ad indicare Gesù Agnus Dei. Gli altari laterali barocchi, in pietra tenera di Monte Sant'Angelo, sono dedicati a S. Giuseppe (1689), all'Immacolata Concezione (1690), a S. Antonio di Padova (1692) e a S. Giovanni Battista (1719) il cui nome resta ancora legato alla storia del Santuario. S. Giovanni in Lamis, infatti, è tuttora il nome canonico del Santuario quale fu stabilito dai fondatori benedettini.
Sopra gli altari laterali tele recenti raffigurano alcuni protagonisti della storia francescana della Capitanata, opera del pittore contemporaneo Filippo Pirro: il Beato Benvenuto da Gubbio, il beato Tommaso da Firenze, il beato Giovanni da Stroncone e S. Francesco Antonio Fasani di Lucera.
La chiesa è arricchita, tra l'altro, da una serie di mosaici di scuola fiorentina (1966) che ricordano il presumibile passaggio di San Francesco per l'abbazia di San Giovanni in Lamis e il suo arrivo alla grotta dell'Arcangelo Michele nel 1222.