Расположенный в лесных склонах гор к северу от города Алаверди, Санаинский монастырь был учрежден в 966 году царем Ашотом III Милосердным. Монастырь стал духовным и административным центром царства и местом семейного мавзолея.
Главный храм Святого Всеспасителя (957-966) имеет внутри крестообразную форму с двухступенчатыми ризницами в каждом углу и купол. Восточная стена храма декорирована скульптурными изображениями царя Гургена, царя Смбата Багратуни, стоящих лицом к лицу и держащих модель храма в своих руках.
Храм Святой Богоматери (X век) и расположенная рядом Академия (XI век) – прекрасные образцы средневековой архитектуры Армении. Хранилище рукописей, построенное царицей Хрануш в 1063 г., располагается в северо-восточной части монастырского комплекса. Центрально-купольный храм Святого Григория (X век) находится за книгохранилищем.
Каждый притвор Санаинского монастыря имеет различный дизайн. Притвор храма Св. Всеспасителя, возведенный в 1181 году настоятелем монастыря, имеет четырехколонную симметричную структуру. Притвор храма Св. Богоматери (1211) своеобразен – это трехнефная базилика с двумя рядами по три колонны. Трехуровневая колокольня (XIII век) примыкает к базилике с севера.
Вход в монастырский комплекс служит так же мавзолеем царей (XI в.), княгини Закарян (XI в.) и семьи Аргутян (XIX в.).
Около пятидесяти хачкаров выбиты на стенах и установлены в пределах Сангаинского монастыря.
Одним из лучших образцов инженерной мысли средневековой Армении является санаинский мост, проложенный через реку Дебед (XII в.).