Монастырь расположен в одноименном селе, на небольшом горном плато, у каньона реки Дебед, на высоте 1000 м над уровнем моря. По другую сторону реки находится город Алаверди, дорога от которого до монастыря начинается у древнего Санаинского моста. Точная дата основания монастыря не установлена. Однако известно, что в X-XI в. Число монахов здесь достигло нескольких сот человек. Предполагают, что это были армянские священнослужители, изгнанные из Византии императором Романом Лакапином. В этот период Санаин приобрел значение просветительского центра Армении, школа при его монастыре была преобразована в Академию, известную в истории Армении как Академия Григора Магистроса Пахлавуни. Большое внимание в ней уделялось изучению гуманитарных наук, здесь преподавали выдающиеся ученые и просветители Средневековья – Теодорос, Вардан, Анания и другие, прозванные Санаинскими.