Santuário retrata as aventuras da Dra. Helen Magnus (Amanda Tapping, de Stargate SG-1 e Atlantis) e sua equipe, formada por sua filha Ashley (Emillie Ullerup, Battlestar Galactica) e o psicanalista forense Will Zimmerman (Robin Dunne, coadjuvante em Dawson´s Creek e Dead Like Me). Juntos, eles procuram criaturas fantásticas que habitam o mundo das sombras e às vezes podem se transportar através do tempo. O mundo deve ser protegido de algumas delas enquanto outras precisam ser protegidas do mundo. Explorando o fantástico e muitas vezes improvável mundo das sombras, a Dra. Magnus procura encontrar uma explicação para a evolução humana e o nosso destino como espécie. O ator canadense Christopher Heyerdahl (Stargate Atlantis), também participa da série no papel de um psicopata que já foi noivo da Dra. Magnus.