San Caralampio, nacido en el año 89, fue obispo de Magnesia, en la diócesis de Mar Zaia. Gran difusor del Evangelio en dicha región durante décadas, fue arrestado por orden del procónsul Luciano y sometido a tortura por el comandante Lucio pese a su avanzada edad; su cuerpo fue lacerado con garfios de hierro que le desgarraron la piel, pese a lo cual el mártir siguió siendo fiel a su fe, lo que llevó a dos soldados, Porfirio y Baptus, a manifestar su creencia en el cristianismo, siendo en consecuencia decapitados con una espada, mismo destino que sufrieron tres mujeres que, ante el padecimiento del santo, empezaron a glorificar a Cristo. De acuerdo con la tradición, el propio Lucio, lleno de ira, tomó los instrumentos de tortura y comenzó a martirizar al santo, ante lo cual sus antebrazos fueron cercenados con una espada; en consecuencia, Luciano escupió al rostro del mártir, girando su cabeza acto seguido 180 grados. Tanto Luciano como Lucio rezaron pidiendo misericordia y fueron sanados al momento, convirtiéndose al cristianismo. Sin embargo, el santo fue conducido hasta Septimio Severo, quien prosiguió con las torturas para finalmente condenar al mártir a morir decapitado, siendo, de acuerdo con la leyenda, enterrado por la hija de Severo, quien se habría sentido profundamente conmovida.^[1]​

En cuanto a la veneración a San Caralampio, su cráneo se custodia en el Monasterio de San Esteban de Meteora (Grecia), hallándose el resto de sus reliquias repartidas por numerosos lugares tanto dentro del país como en el extranjero.^[2]​ Respecto a la llegada de su devoción a Occidente, se cree que su culto pudo difundirse gracias a los navegantes que viajaron por Génova, Cartagena y Galicia, en este último territorio a través de Santiago de Compostela, desde donde se extendería a otras áreas, como La Toja y Mellid. Posteriormente la figura del santo pasaría a ser venerada en América, donde alcanzaría gran fama mediante la difusión de su culto en México, sobre todo en Comitán y Veracruz, alcanzando también otros países como Costa Rica y Colombia.^[3]​

El origen de la ermita se halla ligado al pasado de la isla, íntimamente vinculada a su vez a las supuestas propiedades curativas de las aguas que la rodean, popularizadas en una leyenda según la cual en el siglo xviii un matrimonio oriundo de El Grove (según otras fuentes un capellán), dueño de un burro ya anciano y plagado de heridas infectadas producto del trabajo, consideró darle una muerte digna, para lo cual lo llevaron a la isla de La Toja, donde lo dejaron abandonado con el fin de que muriese en paz. Tras un tiempo el matrimonio regresó a la isla y descubrió con absoluta perplejidad que el animal no solo no había muerto sino que sus heridas habían desaparecido. Este milagroso acontecimiento se fue extendiendo con suma rapidez por todo el territorio gallego, haciéndose eco de la noticia diversos periódicos así como algunos escritores, entre ellos Emilia Pardo Bazán, quien en septiembre de 1899 publicó en la revista La Ilustración Artística un cuento bajo el título Salud en el fango-La Toja:^[4]​^[5]​

El Colón de este nuevo mundo de salud fue un borrico, cuadrúpedo, cubierto de mataduras y de tiña, al que abandonaron, por no desconjuntarlo, en la isla desierta. Y al cabo de algunos meses, cual sería la sorpresa del dueño al encontrar en vez del esqueleto, un burro sano, saltando con el pelo tan reluciente que envidiaría a la cabalgadura de Sancho Panza. El animal se había revolcado en las saludables lamas. Sus heridas desaparecieron.^[4]​

Antonio Casares Rodríguez, famoso investigador además de catedrático en química, filósofo y farmacéutico, realizó un análisis de las aguas de la isla, la cual describió como dos islas «entre la península del Grove y la embocadura del rìo Umia», llamadas «Toja pequeña y Toja grande»,^[4]​ misma descripción ofrecida por el profesor, médico y periodista Ramón Otero Acuña:

En el gran brazo de mar occeano llamado Ria de Arosa, que baña las villas de Carril, Villagarcia, Villajuan, Vilanova y Cambados, se ven dos islas colocadas entre la Península del Grove, y la embocadura del rio Ulla, separadas por un profundo canal, llamadas Toja grande la una, y Toja pequeña la otra, y diferentes entrambas, ya por su posicion, estension y clase de terreno, ya por sus producciones. La Toja grande denominada así en el mapa de Galicia, ó Isla de Loujo por los naturales, está colocada en dirección de Norte á Sur.^[6]​^: 206

Casares Rodríguez declaró que la isla «está cubierta por una capa de tierra de un pie a dos de grueso en la que solo se ven vegetar algunos brezos, helechos, zarzas y juncos. La pequeñez de estas plantas, su color oscuro, la falta absoluta de matas dan a la isla un aspecto sumamente triste y árido, que contrasta con la hermosa perspectiva de las próximas tierras de Cambados. Dicen que antiguamente había en la isla un pinar, y no dudo, que con pocos esfuerzos podrían conseguirse allí la mayor parte de las plantas y un cultivo bastante esmerado».^[4]​ Pese a este aspecto en principio desolador, la popularidad de sus aguas y su barro supuestamente curativos fue en aumento, sobre todo gracias al científico Roque Carús Falcón, quien no obstante hizo una contundente crítica del estado de las instalaciones en su viaje a la isla en 1881 al comentar que «los balnearios de la Toja no ocuparán, sin duda, el lugar preferente que de hecho les corresponde entre los de su clase, interín no se perfeccionen las vías de comunicación… y sobre todo mientras su instalación balneo-terápica no salga del estado primitivo y lamentable en que se encuentra, que no corresponde, ni con mucho, a las exigencias actuales de una medicación hidro-termal. Es de esperar, por lo tanto, que los propietarios de aquellos baños, comprendiendo mejor sus intereses, emprendan en breve las reformas aconsejadas por la ciencia».^[7]​^: 322 Aunque ya los indígenas prerromanos tenían conocimiento de los beneficios del lodo de la isla, la cual denominaron con una variante de un pseudónimo preindoeuropeo que conduciría a su actual nombre (La Toja significa «lugar fangoso»),^[8]​ fue la difusión del relato de la curación del burro la que trajo consigo una popularidad traducida en la llegada de visitantes para finales del siglo xix, atraídos por la idea de curar sus enfermedades con las aguas de la zona, lo que a su vez propiciaría la apertura en 1907 del que generalmente se considera el primer balneario de la isla,^[9]​^[10]​ si bien es el tercero ya que el primero abrió sus puertas en 1842 y el segundo en 1880;^[11]​ del tercer balneario empezó a circular el rumor de que sus aguas, ricas en sodio, calcio y magnesio, tenían carácter medicinal, circunstancia que acrecentaría su fama hasta posicionarlo al mismo nivel que muchos balnearios europeos de gran prestigio, como el de Vichy,^[9]​ siendo actualmente uno de los más famosos de España y el único de Galicia en contar con cinco estrellas.^[12]​

Hay constancia de la existencia de una ermita en la isla desde al menos el siglo xii tal y como recogió en 1901 Antonio López Ferreiro:

De este año, 1165, consérvase el texto de una donación que el 10 de Diciembre hizo el arzobispo D. Martín con el Cabildo compostelano, al Monasterio de San Juan da Coba. Dónale la ermita de San Sebastián, con todas sus antiguas pertenencias y demarcaciones. Hállabase sita esta ermita en la isla de Luxo (hoy la Toja), en la desembocadura del Umia.^[13]​^: 281

López Ferreiro hizo público este documento, redactado en latín:

Martinus dei gra. compostel. ecclesie archieps. Et conuentus canonicorum dilectis fratribus. didaco priori. et relique congregationi ecclesie sti. iohannis de fouea', salutem. Orationis sancte studio insistere. set aspere paupertatis angustia granari uso attendentes (ut) in oratione simus participes paupertati aliquantulum subuenire decreuimus. Itaque communi consilio et pari assenssu'. Vobis et successoribus uestris in perpetuum donamus et concedimus hermitam illam que in terra sce. marie de lanceata iacet. loco certo in insula uocitata luxo. ad focem humie. iuxta ogrove. et inter villarinum et castrelum. que hermita uocatur scs. sebastianus de luxo. Hanc igitur hermitam cum ómnibus suis bonis et directuris intus et extra per suos términos et diuisiones antiquas. integre uobis et uoci uestre donamus. et donationem nostram'. huius scripti pagina confirmamus. ut ab hac die et deinceps libere et quiete possideatis. euo perhenni et seculo cuncto. Siquis ulterius etc….
Facta die .IIII. nonas decembris. Era .M.CC.III.

Ego martinus dei gra. ecclesie compost. Archiesp. Hoc scriptum propio signo cf.^[13]​^: 91–92

Martín a Dios gracias, Arzobispo de la Iglesia de Compostela. Saludamos a los amados hermanos canónigos, al prior y al resto de la congregación de la Iglesia de San Juan de Fouea. Insistimos en el santo estudio de la oración. Pero, afligidos severamente por la angustia de la pobreza, decidimos ayudar un poco a los pobres orando por ellos. Por lo tanto, de común acuerdo e igual consentimiento, le damos y concedemos a usted y a sus sucesores a perpetuidad la ermita que se encuentra en la tierra del Mar de Lance, en un lugar de la isla llamada Luxo, en el corazón de la tierra, junto a Ogrove y entre Villarinum y Castrelo, ermita llamada San Sebastián de Luxo. Por lo tanto, le damos esta ermita con todos sus bienes y direcciones, dentro y fuera, dentro de sus antiguos límites y divisiones, a usted y a los suyos en su totalidad. Y confirmamos nuestra donación. Esta página de este escrito, para que de hoy en adelante la posea libre y tranquilamente. Sigo así por siempre. Si alguien más etc...
Hecho el .III. nueve de diciembre. Era de .M.C.C.III.

Yo Martín a Dios gracias, miembro de la Iglesia, Arzobispo. Esto está escrito con mi propio signo cf.

El hecho de que López Ferreiro se refiriese en pasado a esta ermita al indicar que «hállabase sita» en La Toja, parece indicar que de esta primitiva construcción ya no quedaba ningún resto en pie para comienzos del siglo xx, aunque sí hay constancia de su existencia y pleno funcionamiento en el siglo xix tal y como recogió el político Pascual Madoz en un texto en 1847 destinado a desacreditar la historia de la milagrosa curación del burro que tanta fama diera a la isla:

En el estremo meridional de la de Loujo ó Toja-grande, surgen las aguas minerales desconocidas hasta hace poco tiempo, y cuyo hallazgo es bastante curioso; efectivamente, algunos paisanos habian notado que en dicho estremo meridional se sentia calor en la planta del pié: desde luego se les ocurrió la idea, tan comun en aquellos pueblos, de tesoro escondido, y se determinaron á buscarlo: reuniéronse unos pocos, hicieron una escavacion, y á poco tropezaron con una agua muy caliente que les asustó, porque creyeron que era cosa de encantamiento. Muy pronto se divulgó la ocurrencia, y un francés achacoso quiso probar las indicadas aguas termales, y le surtieron buen efecto: comunicó esta noticia á un curandero de las inmediaciones llamado Mosquera, y le escitó á mandar alli algunos enfermos, con lo que fué estendiéndose la nueva del descubrimiento de estas aguas: con la muerte de Mosquera quedaron olvidadas algunos años, y en el de 1830 un cura párroco que recordaba las curaciones conseguidas con su uso, se fué allá con un criado tambien enfermo, y les probaron bien: desde entonces todos los años han ido algunos á tomar baños, pero el número de concurrentes se aumentó considerablemente desde el año 1837, á consecuencia de los ventajosos resultados que ofrecian: por lo mismo es deplorable que no haya en este punto los edificios y comodidad que en otros de igual clase y acaso de menos importancia, pues solamente existen algunas barracas y algunas casas de piedra, construidas desde 1840 por una empresa particular, habiendo tambien una capilla para celebrar misas los dias festivos: fuera de esto los enfermos carecen de todo auxilio, y mas de una vez se han visto sin pan por no haber llegado á tiempo la lancha desde Cambados que llevaba las provisiones. Hasta para tomar el baño se ven precisados á abrir un hoyo á manera de sepultura que se llena por su fondo de agua mineral. A pesar de esto el número de enfermos, ansiosos de encontrar la salud, se aumenta continuamente, sin que pueda atribuirse tal concurrencia á elogios interesados, ó á noticias supuestas de sus virtudes, pues hasta ahora nadie hubo que en ello tuviese objeto particular.^[14]​^: 390

La información aportada por Madoz coincide con el registro constatado en una memoria de 1848, donde figura que la isla contaba con «28 casas o habitaciones de mampostería y teja, 17 barracas de madera y tejado, una pequeña capilla, la casa del bañero y los cuartos en que están las bañaderas, o los baños propiamente dichos. De las 28 casas, solo 23 se destinaban al público, ya que una era reservada para el director y las otras 4 se las reservan para sí los propietarios».^[15]​^: 29–30 Así mismo, se sabe que la ermita aún seguía en pie para 1881 gracias a Carús Falcón, quien dejó testimonio tras su viaje a la isla en agosto de dicho año de que «en el centro de una anchurosa plaza cuadrangular, uno de cuyos lados está formado por la fonda y hospederia antigua, y los otros por la capilla y casas de humilde aspecto, se encierran los principales departamentos de baños».^[7]​^: 322

La ermita actual fue concebida por el arquitecto orensano Daniel Vázquez-Gulías,^[16]​ responsable de importantes construcciones en Cortegada, Terroso, Maside, Verín y Baíste; es probable que se le encomendase la obra del templo debido a que este arquitecto había construido el Balneario de La Toja, inaugurado en 1907 y convertido en uno de los edificios más reconocibles de la isla,^[10]​ de la que Gulías llegó a diseñar un plan urbanístico con el fin de embellecerla.^[17]​^: 63 El hecho de que haya constancia de la existencia del templo anterior, que dada la ausencia de un puente solo era accesible por barca (el puente que hoy conecta La Toja con El Grove fue construido entre 1909 y 1910),^[18]​ ha dado lugar a que se afirme erróneamente que la edificación actual no es una construcción iniciada desde cero sino una ampliación acometida en el siglo xix sobre el templo original del siglo xii,^[8]​^[9]​ estructura de la que a día de hoy no queda ningún vestigio. Inaugurada la actual ermita el 28 de junio de 1909, durante casi cuarenta años sufrió las inclemencias del tiempo, sobre todo en su fachada trasera, donde se ubica la capilla mayor, ya que estaba entonces y ahora orientada al sur, zona en la que las lluvias causaban continuos deterioros, provocando humedades y daños en los cimientos. Esta circunstancia motivó a Raimundo Riestra Calderón, II marqués de Riestra, a ponerse en contacto a finales de la década de 1940 con Anselmo Millán, albañil oriundo de El Grove, de quien esperaba obtener una solución al problema (el marqués ostentaba en aquel entonces la gerencia del balneario, financiado por su padre José Riestra López, quien adquirió la isla junto con un socio a comienzos del siglo xx).^[10]​^[16]​ Millán informó al marqués de que tradicionalmente se recurría a la cobertura de las paredes con conchas de vieira debido a que las mismas tenían la facultad de impedir la entrada de agua al resbalar este elemento por ellas antes de poder acceder al interior de la edificación. El marqués mostró su aprobación y autorizó a Millán a reformar el muro sur cubriéndolo con conchas de vieira,^[16]​ siendo su yerno Fidel González, más conocido como Lito, el encargado de esta labor;^[19]​ el resultado conseguido agradó tanto al marqués por su belleza que el noble dispuso que toda la ermita fuese cubierta de la misma manera, un trabajo que se extendió por varios años,^[16]​ hasta aproximadamente 1952,^[20]​ cuando varios albañiles de El Grove, entre ellos uno de nombre Roberto Fuentes, terminaron de cubrir el campanario.^[21]​^{[nota 1]}​

No se sabe si la cobertura de la edificación con este tipo de conchas tuvo a su vez una intención patriótica, pues la vieira es un molusco originario de la costa gallega además de ser el símbolo del Camino de Santiago. De acuerdo con la leyenda, el apóstol habría pedido una concha parecida a la que los peregrinos solían llevar consigo tras atravesar Compostela con el fin de solucionar sus problemas de garganta; los peregrinos del medievo, a modo de homenaje, optaron por llevar cosidas en sus capas y gorros una concha de vieira, objeto que servía también como recipiente para el agua y la comida que se acostumbraba a pedir por caridad durante el largo trayecto hasta la capital gallega. Además de los peregrinos, los caballeros de la Orden de Santiago convirtieron la concha de vieira, junto con su espada, en su emblema personal, siendo este tipo de conchas muy abundantes en zonas como el castro de Baroña, donde se han descubierto cúmulos de conchas así como restos de animales marinos, conocidos como «concheiros».^[9]​ De nuevo, las conchas de vieira no solo confieren al templo un sentimiento patriótico por su estrecha vinculación con Galicia, sino que el color blanco de las mismas contrasta fuertemente con el azul del cielo y el agua, conformando de esta forma una reminiscencia de la bandera gallega,^[22]​^[23]​ aparte de vincular todavía más al templo con la salud y la sanación, pues desde antiguo las vieiras han constituido una representación de estas propiedades dados los efectos curativos con los que cuentan, a lo que se suma el patronazgo de San Caralampio sobre las enfermedades de la piel.^[9]​^[22]​ A mayores, desde antaño se cree que las conchas ubicadas en las fachadas de las casas protegen a sus moradores y traen buena suerte, mientras que por otro lado indicaban el vínculo de la edificación con el mar, siendo costumbre que las casas de los marineros se identificasen gracias a ellas.^[24]​

La edificación anterior estuvo dedicada desde sus orígenes a San Sebastián, advocación que ganó popularidad en 1515, cuando una epidemia de peste negra asoló Pontevedra (consta en la Tabla de Ceremonias del ayuntamiento de la capital la existencia de un voto al mártir), y, sobre todo, en 1567, año en que la peste bubónica haría estragos por segunda vez al entrar por El Grove, desde donde se extendió por toda Galicia.^{[nota 2]}​ Hay datos de su presencia en Pontevedra para 1570 a causa de un pleito originado en Lourizán, parroquia que mostró abiertamente su rechazo a admitir el acceso de ciudadanos que, huyendo de la capital por temor a infectarse, buscaban refugio en la zona. Esta circunstancia se repitió el 6 de junio de 1574, fecha en que varios municipios se negaron a acoger en Lérez a miembros de la familia Sarmiento de Redondela, parientes del juez Antonio Sarmiento, lo que desataría un pleito de gran magnitud en el que la Real Audiencia de Galicia se vio obligada a intervenir. En el periodo 1579-1582 tuvo lugar un tercer contagio, aunque el más mortífero de todos llegaría en 1598.^[25]​ Los desastrosos efectos de la peste bubónica en tierras pontevedresas dejarían testimonio, entre otros, en el voto a San Sebastián, en el mantenimiento del mártir como titular de la ermita de La Toja así como en la dedicación de la capilla colateral de la epístola de la Iglesia de San Ginés de Padriñán, y, principalmente, en un baldaquino pétreo cuyos restos se conservan en la Iglesia de San Pedro de Bordones.^[26]​ No se conoce la fecha en que el templo varió su advocación, aunque pese al cambio de título se mantuvo el vínculo del mismo a las propiedades curativas sobre la piel dado que San Caralampio y San Sebastián comparten este patronazgo, aparte de que el primero es también santo patrón de los cojos y los alcohólicos, aspecto idóneo en una tierra rica en vino y aguardiente.^[5]​

La ermita, de estilo modernista y ubicada en las inmediaciones del balneario, muy cerca de los restos de la primera fábrica de jabón de la isla,^[27]​^[28]​ posee tres alturas y tejado curvo (arcotecho), caracterizándose por hallarse cubierta con millares de conchas de vieira,^[9]​ en varias de las cuales figuran escritos los nombres de algunos turistas así como mensajes de amor al estilo de los candados en los puentes,^[29]​ una costumbre considerada incívica y curiosa a partes iguales la cual está expresamente prohibida y puede acarrear multas de entre 100 y 150 000 euros al considerarse un atentado contra el patrimonio.^[24]​^[30]​^[31]​ La fachada principal, orientada al norte, posee tres cuerpos y alberga la puerta de entrada bajo un arco deprimido. A nivel horizontal la fachada se muestra quebrada al sobresalir levemente la sección central con respecto a las secciones laterales, cada una con techo inclinado al ser esta área de la ermita la única que posee cubierta a dos aguas; en el área inferior de los laterales destaca una ventana de medio punto, mientras que en los extremos de la fachada se hallan unos contrafuertes divididos en dos cuerpos y coronados por sencillos pináculos piramidales. La cornisa que divide las dos secciones inferiores de la fachada posee formas rectilíneas en los laterales y mixtilíneas en el área central, levantándose sobre el segundo cuerpo un sencillo campanario con vanos rematados por arcos en cortina en las cuatro caras y coronado por pináculos y una alargada estructura con forma de dado de pedestal sobre la que antaño se erigía una veleta (cabe destacar que antes de que la ermita fuese cubierta con conchas, el área central del segundo cuerpo exhibía dos arcos de medio punto en relieve, contando cada lateral con tres relieves hundidos de forma rectangular dispuestos en escalera siguiendo la inclinación del techo). La fachada occidental, más simple que la principal, posee hacia el extremo sur un notable saliente en arco rebajado rematado en el centro por otro arco del mismo estilo, coronado este último por una cruz de trinidad. Dicho saliente cuenta con un total de tres ventanas en arco de medio punto y alberga en los extremos dos contrafuertes, destacando en la confluencia del muro que discurre desde la fachada principal y el muro saliente una delgada franja similar a un friso. Por su parte, la fachada oriental presenta idéntica forma y ornamentos, aunque en el extremo izquierdo alberga un espacio cubierto que se extiende hasta la fachada sur y en el que se halla una puerta la cual permite el acceso a la sacristía. Respecto a la fachada sur, esta presenta un arco idéntico a los emplazados al este y al oeste, aunque alberga dos ventanas en vez de tres. Por último, en el techo destaca una cúpula de cuatro nervios con un arco rebajado en relieve en cada uno de los cuatro cascarones ornamentado con una pequeña ventana en arco de medio punto, rematado todo ello con un sencillo pináculo y carente tanto de linterna como de tambor.   

El interior presenta planta de cruz latina al igual que el templo primitivo y una única nave.^[32]​ La capilla mayor, a la que se accede a través de un arco carpanel sobre columnas embutidas de base cuadrada, presenta planta rectangular y un sencillo altar protegido por una artística balaustrada tras el que se ubica un pedestal con una gran concha de vieira tallada en piedra que acoge una imagen de la Virgen del Carmen, la cual, pese a no ostentar la titularidad del templo, preside la capilla mayor desde su inauguración, motivo por el que la ermita es también conocida como Capilla de Nuestra Señora del Carmen;^[33]​ de factura discreta y acompañada en el muro derecho por una figura de Cristo crucificado (en el muro izquierdo se halla una puerta que conduce a la sacristía, también de planta rectangular), la imagen es de fecha y autor desconocidos al igual que el resto de la imaginería del templo, aunque gracias a una fotografía de 1911 se sabe que data como muy tarde de comienzos del siglo xx.^[33]​ Cabe destacar que la capilla mayor no siempre tuvo este aspecto, pues una postal de 1915 permite conocer que anteriormente este espacio era de planta semicircular y albergaba el altar pegado a la pared además de un retablo de estilo neogótico encima, en cuya única hornacina recibía culto la imagen de la Virgen del Carmen acompañada por las figuras de dos ángeles custodios^[4]​ (dicho retablo debió de ser retirado en la década de 1960 al despegarse el altar de la pared con motivo de la reforma promulgada en el Concilio Vaticano II). Del mismo modo, dicha postal muestra en el trasaltar dos puertas hoy tapiadas en las que se ubican las dos ventanas que dan a la fachada sur, la cuales cuentan con vitrales, dedicado el de la izquierda a Santiago y el de la derecha a Santa Isabel de Hungría.^{[nota 3]}​ Por su parte, sobre el crucero se halla la cúpula de cuatro nervios, apoyados cada uno sobre ménsulas y unidos entre sí por arcos rebajados, mientras que los extremos del transepto, con techo compuesto por vigas a la vista y a los que también se accede a través de arcos carpaneles sobre columnas embutidas de base cuadrada, cuentan a su vez con las tres ventanas que dan respectivamente a las fachadas oriental y occidental, las tres decoradas con vitrales, ostentando el central una cruz de trinidad. El extremo oriental, donde se ubica el único confesionario del templo, alberga frente a estas ventanas varias imágenes, entre ellas San Caralampio (de la que se conserva una copia realizada por Jesús Picón en la compostelana Capilla de Nuestra Señora de la Fuente),^[34]​^{: 215 [nota 4]}​ la Virgen de Fátima, San Antonio de Padua y uno de los ángeles custodios que antaño acompañaban a la Virgen del Carmen, mientras que en el extremo occidental se hallan, entre otras, las imágenes del Sagrado Corazón, Santa Rita, San Onofre, Jesús de Medinaceli y el ángel custodio restante (las imágenes de San Caralampio y el Sagrado Corazón, junto con la Virgen del Carmen, son las únicas que salen en procesión).^[33]​^{[nota 5]}​ Por último, el templo cuenta, sobre un pequeño nártex, con una tribuna en arco carpanel con techo cubierto de vigas a la vista y decorada con una barandilla compuesta por una sucesión de arcos conopiales.

La Ermita de San Caralampio, uno de los más grandes reclamos turísticos tanto de la isla de La Toja como de El Grove, destaca por ser el único templo del mundo cubierto en su totalidad con conchas,^[9]​ aunque no es la única edificación en contar con esta peculiaridad, pues existen otras construcciones fuera del ámbito religioso las cuales se caracterizan por incluir este elemento en su fachada, destacando numerosas casas situadas en la costa gallega así como la Casa de las Conchas de Salamanca, donde se pueden apreciar hasta 300 conchas distribuidas a lo largo de la estructura.^[9]​^[22]​ Mencionado por escritores de la talla de Pardo Bazán, Eduardo Pondal, Santiago Ramón y Cajal y Ramón Otero Pedrayo,^[35]​ el templo adquirió gran popularidad a comienzos del siglo xx al acoger a Isabel de Borbón y Borbón y a Eduardo Cobián como padrinos del bautismo de uno de los camareros del balneario,^[36]​ aunque no obtendría fama definitiva hasta 1996 con la boda del expresidente Mariano Rajoy, ceremonia a la que acudieron miles de personas así como importantes figuras del mundo de la política, entre ellas el expresidente de la Junta de Galicia Manuel Fraga^[22]​ (en 2025 se celebraría en la ermita la boda de Clara López Sanjurjo, hija de Amancio López Seijas, propietario del Grupo Hotusa, ceremonia a la que acudieron, entre otros, Rajoy, Alberto Núñez Feijóo, Ana Pastor, Pilar Rojo y Fátima Báñez).^[37]​ Tras más de seis décadas sin celebrarse ninguna procesión, en agosto de 2024 se volvió a oficiar el desfile en honor a la Virgen del Carmen gracias a cinco feligreses que se empeñaron en recuperar esta tradición, fechable desde al menos 1911, época en que tenía lugar una romería en la isla además de la procesión con la imagen de la Virgen en compañía de varios gaiteros, todo ello en el marco de las fiestas dedicadas a la patrona de los marineros que celebraba el balneario.^[33]​

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