Il complesso di Bonaria sorge sulla collina calcarea occupata nel 1323 dalle truppe catalano-aragonesi durante la conquista di Cagliari. La parte più antica è il santuario, edificato nel XIV secolo, che conserva il presbiterio originario, la torre e significativi elementi in stile gotico-catalano, tra cui archi ogivali e volte a crociera, tra le prime attestazioni di questo linguaggio architettonico in Sardegna.
All’interno è custodito il simulacro della Madonna di Bonaria, oggetto di una devozione radicata, in particolare tra le comunità marinare, legata alla tradizione del suo arrivo via mare nel corso del Trecento. Il prospetto attuale, in pietra calcarea, è frutto di interventi successivi e ingloba il portale della chiesa di San Francesco di Stampace, demolita nel 1875.
Accanto al santuario si sviluppa la basilica, prevista già nel 1704 e realizzata tra il XVIII e il XX secolo, con consacrazione nel 1926. Il complesso subì danni durante i bombardamenti del 1943, con interventi di ripristino nel secondo dopoguerra.
Il santuario costituisce uno dei principali poli devozionali della Sardegna e conserva una stratificazione architettonica significativa per la storia della città.