Le maître-autel présente un aspect plutôt moderne pour la période, caractérisé par ses lignes géométriques et la richesse de son décor de mosaïque. Il s'inscrit comme la chapelle dans une vision renouvelée de l'art roman.

Il est composé de trois parties bien différentes : l'autel dont l'antependium est orné de trois arcades reposant sur des colonnettes doubles ; le tabernacle et le retable à gradins ; le ciborium miniature en partie supérieure destinée à accueillir une statue de la Vierge.

La particularité de cet autel est d'avoir été aménagé pour accueillir sous l'arcade centrale la statue dite "miraculeuse" de Notre-Dame de la Peinière, protégée initialement derrière une vitre mobile.

Au moment de la conception de l'autel, en 1902, cette statue avait un aspect très différent de celle qu'on lui connait aujourd'hui et qui est le fruit d'une transformation radicale opérée en 1925 par le sculpteur Camille Debert (1867-1935). Elle était bien plus petite. Les témoignages rapportent que la partie inférieure manquait. Aussi trouvait elle facilement sa place sous l'arcade centrale de l'autel, décorée d'une mosaïque représentant une couronne d'étoile parfaitement ajustée à la statue. A une date inconnue, une porte en métal timbrée du M de Maria remplace la vitre.

Après la transformation de la statue en 1925 et son couronnement en 1926, ses nouvelles dimensions ne permettent plus de l'enfermer dans ce petit "tabernacle".

Elle est alors placée sous le ciborium à la place la statue de Notre-Dame de la Peinière, créée en 1877 par le sculpteur Louis Gaumerais et qu'on y avait installé en 1902. Depuis, le "tabernacle" ou "reliquaire" de l'autel est resté vide.

L'autel est orné de panneaux de mosaïque dus à Isidore Odorico père (1842-1912) dans les tonalités bleu et or. Des rayons partent de la porte du tabernacle et vont s'épanouir dans le retable, sur un fond semé d'étoiles bleues. Les tons rosés du faux marbre employé pour les écoinçons des arcades et les colonnettes de l'autel et du tabernacle viennent enrichir encore l'aspect et l'impact visuel du meuble.