La cripta originaria, forse rifugio di un eremita o chiesa rupestre, è stata fortemente rimaneggiata nel corso dei secoli, presentando attualmente una pianta quadrata. L’antro devozionale è scavato rozzamente nella roccia, con i pilastri monolitici che sostengono la volta piana. Sull’altare la cupola a base quadrata si eleva per otto metri e mostra sull’intradosso lo stemma della famiglia Palumbo, feudataria di Palagiano nella prima metà dell’ottocento. L’affresco sull’altare (probabilmente palinsesto su un affresco molto più antico) è datato 1654 e rappresenta la Vergine Odegitria con due angeli che le reggono la corona, mentre ai lati sono dipinti altri due angeli in ginocchio con ceri accesi. Nel sott’arco della composizione, a sinistra, sono dipinte una tavoletta votiva, raffigurante una giovane donna di Grottaglie che implora la guarigione di una fistola di origine venerea, ed un San Gioacchino. A destra, un’altra tavoletta votiva rappresenta un giovane nobile “passionato malamente” con i pantaloni aperti sul davanti e la madre in fervente preghiera. Si tratta probabilmente della figlia e del nipote di Tiberio Domini Roberti, barone di Palagianello alla metà del XVI secolo. Sotto quest’ultimo ex-voto è raffigurato San Giuseppe. Sul pilastro è invece rappresentata una Trinità, attribuita al XVI secolo.
Secondo la leggenda, il 22 aprile 1506 la Vergine del Carmelo apparve in sogno al chierico Francesco Pietro di Filippo, che riposava in una grotta, e gli ordinò di edificare, proprio in quel sito, una cappella a Lei dedicata, promettendo la sua potente intercessione per le grazie che i suoi devoti avrebbero richiesto. In seguito, alla sua devozione vennero attribuite una serie di guarigioni miracolose e soprattutto la protezione dei giovani dalle tentazioni della carne. Da allora, durante i sabati di Quaresima, presso la cappella si svolge un affollatissimo pellegrinaggio votivo da Mottola e da molti centri vicini, mentre la ricorrenza mariana viene festeggiata l’Ottava di Pasqua e l’8 settembre.