В интерьере сочетаются элементы барокко и неоклассицизма. В оформлении базилики особое внимание уделено западному фасаду, где стену над двухъярусной аркадой прорезает ряд арочных окон, выше которых на выделенном фронтоне помещён круглый окулос. Отмеченные черты архитектуры базилики отражают западное влияние и в том числе архитектуры итальянского Возрождения. В числе многочисленных жертвователей средства на строительство церкви предоставил английский вице-консул в Греции Х. Флик, корабль которого чудесным образом уцелел во время бури близ острова Тинос. Зафиксированы случаи, когда икона спасала попавших в шторм моряков, а также исцеляла больных (в том числе греческого короля. Константина I в мае 1915 г.). 15 декабря 1842 г. икона была похищена Х. Димитриадисом из селения Дрепано (Коринфия), который вскоре был задержан. Икону возвратили в храм, а грабитель потерял рассудок и спустя некоторое время скончался. В настоящее время чудотворный образ помещён в оклад, сделанный из пожертвованных драгоценностей, и находится на мраморном проскинитарии в левой части храма. В 1890–1892 гг. фасад церкви был перестроен в стиле неоклассицизма французским архитектором Э. Трумпом. 15 августа 1940 г. неизвестная подводная лодка (по всей видимости, итальянская) выпустила две торпеды в греческий военный корабль «Элли», прибывший на Тинос на празднование Успения Пресвятой Богородицы. Одна торпеда прошла мимо цели, другая поразила корабль, но большая часть пассажиров и экипаж успели покинуть горящее судно. Своё спасение они объяснили заступничеством Пресвятой Богородицы. Мемориальная часовня, посвящённая морякам «Элли», расположена в церкви Обретения иконы, где находится также и святой источник. В корпусах, пристроенных к церкви, открыты музей тиносских скульпторов, ризница и картинная галерея, экспозицию которой составили коллекция Анатониоса Пападопулоса, работы греческих художников (Панайотиса Доксараса, Николаса Кутузиса, Н. Кадуниса, П. Просалендиса и других представителей ионической школы, Теодораса Вризакиса, Николаоса Литраса, Николаоса Гизиса), итальянских и испанских мастеров (в том числе Тициана, Веронезе, Веласкеса и Мурильо), а также копии картин Рубенса, Рембрандта и Пуссена. Престольные праздники: 30 января – память обретения иконы, 25 марта – Благовещение Пресвятой Богородицы, 23 июля – память явления Пресвятой Богородицы преподобной Пелагии, 15 августа – Успение Пресвятой Богородицы, 23 августа – отдание Успения Пресвятой Богородицы.