En 1952 se descubrieron los restos del santuario de la Trinidad y que había sido sustituido por otras edificaciones del siglo XVII. Estaba situado justo encima de la cripta del Pesebre .

Dos galerías comunicaban el santuario con las naves laterales del templo de Sant Miquel. En la actualidad ambos accesos han desaparecido. El del lado sur por la construcción de la actual puerta y escalera que comunican el templo con el claustro y el del lado sur por el derrumbe de la galería. De este acceso aún se conserva su estructura y un arco de la galería.

La galería del lado norte todavía se conserva, aunque bastante modificada. Estaban cubiertas con una bóveda de cañón, a excepción del último tramo, cubierto con bóvedas de aristas. La galería del lado derecho perdió su muro sur en el siglo XVI o principios del XVII, quedando sólo en pie su parte inferior.

El templo tiene una planta muy atípica. Dentro de un rectángulo, casi cuadrado, encontramos un recinto de planta circular, aunque por poniente presenta un radio inferior. Por el lado este tiene un ábside semicircular. También tiene seis nichos semicirculares, que servían de sitiales a los monjes durante los oficios.

A ambos lados del ábside, podemos encontrar dos espacios triangulares, destinados a sacristía.

En el sector de poniente encontramos dos escaleras de caracol que comunicaban con una tribuna de madera, que permitía a los peregrinos rezar ante el altar sin estorbar las celebraciones de los monjes.

Desgraciadamente las visitas no pueden acceder a este espacio y tienen que conformarse con verlo a través de un cristal, en la mayoría de casos sucio y que no permite su correcta contemplación.