El santuario, que dista un par de kilómetros del pueblo de Zorita, está ubicado en lo más profundo de una gran cueva ("balma", en valenciano), estando recubiertas por muros con ventanas las distintas oquedades. El único acceso a este santuario se realiza a través de la hospedería-restaurante, que ocupa igualmente esta serie de abrigos naturales o de repliegues de las cavernas.
Resulta sobrecogedor este originalísimo angosto acceso al santuario, ya que el visitante ha de agachar la cabeza en varias ocasiones para no tropezar con las rocas que cubren el pasadizo, al que llega la luz del día a través de unas balconadas, desde las que se domina una espléndida vista sobre el río Bergantes, que describe a los pies mismos de la Balma un pronunciado meandro.
El aire de misterio que envuelve este santuario se acentúa cuando llegas a la capilla donde se venera la imagen de la Virgen de la Balma, y que está rodeada de rejas, en el centro de una gran gruta.
