On i jeho tým, zahrnující sedmnáctiletého syna Joshe (Rhys Wakefield), finančníka Carla Hurleye (Ioan Gruffudd), jeho přítelkyni Victorii (Alice Parkinson) a spolupracovníka George (Dan Wyllie), jsou nuceni ukrýt se hluboko v podmořských dutinách. Film pak líčí jejich pokusy o nalezení cesty ven složitým podvodním labyrintem. "Trojrozměrný" obraz doprovázený věrným šploucháním vodních živlů a syčením dýchacích přístrojů ze všech stran diváky pohltí.

Uvidí největší, nejkrásnější a nejméně dostupný jeskynní systém na světě. Natáčelo se na Zlatém pobřeží v Queenslandu a v jeskyních v jižní Austrálii. Přitom byla použita technika vyvinutá pro technologicky průkopnický Avatar. 3D kamerový systém Jamese Camerona, uzpůsobený použití v extrémním prostředí, divákům slibuje napínavou výpravu k podvodním útesům, do skrytých míst jeskynního světa. Snímek natočil podle scénáře Johna Garvina a Andrewa Wighta režisér Alister Grierson.

V roce 1988 producent a proslulý jeskyňář Andrew Wight vedl expedici, která měla za cíl prozkoumat odlehlý jeskynní systém ukrytý pod nehostinnou australskou polopouští Nullarbor Plain. Během výpravy se vlivem prudké bouře zbortil východ a skupina lidí zůstala uvězněna hluboko pod zemí. Vysvobodit se je podařilo jako zázrakem. Tento zážitek Wighta inspiroval natočit s Jamesem Cameronem film.
Oba filmaři se spolu podíleli na dokumentu Tajemné hlubiny 3D, ve kterém zkoumali neprobádané části mořského dna a vodního světa. Kvůli snímku Tajemství Titaniku 3D se potopili k tomuto vraku. Za režiséra snímku Sanctum vybrali Alistera Griersona. Ten má na kontě film Kokoda, který se stal jedním z nejúspěšnějších australských titulů.

Už při výběru herců bylo jasné, že dostanou možnost jen ti stateční, fyzicky zdatní a vytrvalí. "Jestli je nevyděsil scénář, pak já a Alister určitě ano. Brzy zjistili, že se budou muset naučit potápět, používat dýchací přístroje a další šílené věci," řekl Wight. Kromě australských jeskyní se natáčelo i v obrovské umělé nádrži.
Cameron vidí velkou výhodu v použití 3D technologie právě u toho filmu: "Když se díváte na výpravný film, kde vás víc zajímají postavy, nemusíte s obrazem nic moc dělat. 3D skvěle funguje, když máte klaustrofobické prostředí, protože cítíte tu zeď a ten strop tam, kde opravdu jsou," uvedl. Ukázalo se, že prostředí jeskyní je pro 3D jako stvořené.