Il faudra attendre le début du XXe siècle pour que l'abbaye reprenne vie. L'évêque de Perpignan alors en fonction, monseigneur de Carsalade du Pont, entreprit à partir de 1902 la reconstruction du monastère, dont il ne restait plus grand-chose, si ce n'est le clocher, l'église (dont une partie de la voûte s'était effondrée), et trois galeries du cloître inférieur.
De 1952 à 1983, dom Bernard de Chabannes achève la restauration de l’abbaye et y rétablit la vie spirituelle.
Les bâtiments de l'abbaye Saint-Martin-du-Canigou
L'église abbatiale
Elle est constituée de deux églises superposées : l'église inférieure, dédiée à sainte Marie, et l'église supérieure, dédiée à saint Martin.
- L'église inférieure est majoritairement souterraine, et sa hauteur sous voûte n'excède guère 3 mètres. La partie orientale (absides et travée attenante) remonte vraisemblablement à la consécration de 1009, tandis que le reste de l'édifice date des années 1010-1020, en concomitance avec les travaux menés après l'acquisition des reliques de saint Gaudérique et la nouvelle consécration de l'église.
- L'église supérieure est, elle, le résultat d'une seule campagne de construction, à savoir celle menée dans les années 1010-1020 (en même temps que l'agrandissement de l'église inférieure). Sa construction a nécessité le renforcement des colonnes de l'église inférieure, qui furent englobées dans des piles carrées. Comme l'église inférieure, l'église Saint-Martin est composée de trois nefs, séparées par des colonnes monolithes et voûtées en berceau en plein cintre (sauf entre la troisième et la quatrième travée, où la paire de supports est de forme cruciforme et soutient un arc doubleau).
Plus tardivement, on a adjoint à cette église une petite chapelle afin d'y placer les reliques de saint Gaudérique : cela a résulté dans la création d'une quatrième abside au chevet de l'église.
- La tour-porche ne fait plus que 19 mètres, après sa destruction partielle en 1428. Elle ne fut en effet jamais rétablie totalement. Le crénelage date de la reconstruction.
Le reste des bâtiments conventuels date du début du XXe siècle : il ne restait pratiquement plus rien des anciens locaux.
Le cloître
Le cloître a conservé trois de ses anciennes galeries ; la galerie sud a été refaite avec les matériaux provenant d'un étage supérieur ajouté au XIIe siècle.
Les restaurations des années 1900-1920 furent assez libres dans le cloître, dont il est difficile d'imaginer l'aspect original. Il a la forme d'un quadrilatère irrégulier (14 mètres de longueur pour les galeries nord, sud et est, 10 mètres pour la galerie occidentale).
Il comportait deux niveaux, construits pour le premier au tout début du XIe siècle et pour le deuxième à la fin du XIIe siècle. Le niveau inférieur, qui présentait des galeries voûtées et des arcades en plein cintre dénudées de tout décor, n’a conservé que trois galeries qui ont été fortement restaurées, leur faisant perdre leur caractère d'origine.
Le niveau supérieur, couvert en appentis, possédait des chapiteaux de marbre, qui furent éparpillés après la fermeture du monastère à la Révolution. La restauration a permis d'en récupérer certains, qui furent intégrés dans la nouvelle galerie méridionale. Cette galerie est en effet pure fantaisie, car l'aile méridionale des bâtiments conventuels avait totalement disparue et sa reconstruction était invraisemblable : d'où l'établissement de cette galerie sud, ouvrant sur le précipice, et réutilisant des chapiteaux tant de l'ancien étage supérieur (en marbre blanc, vers 1170) que d'autres leur étant postérieurs (marbre rose, courant XIIIe siècle).