Η θαυματουργή εικόνα της Παναγίας Γλυκοφιλούσας είναι τοποθετημένη στο μαρμάρινο προσκυνητάρι στη βορειοανατολική κολόνα του Καθολικού της Ιεράς Μονής Φιλοθέου. Σύμφωνα με την παράδοση, είναι μία από τις εικόνες που δημιούργησε ο ίδιος ο Ευαγγελιστής Λουκάς. Κατά τη διάρκεια της βασιλείας του εικονομάχου αυτοκράτορα Θεόφιλου, η ευσεβής σύζυγος του πατρικίου και εικονομάχου Συμεών, η επονομαζόμενη Βικτωρία, έριξε την εικόνα στη θάλασσα για να τη σώσει από τη βεβήλωση. Η εικόνα, ταξιδεύοντας για πολύ καιρό, έφτασε τελικά στην προβλήτα της Ιεράς Μονής Φιλοθέου του Αγίου Όρους. Στο σημείο όπου βρέθηκε, αναβλύζει σήμερα ιερή πηγή. Ο ηγούμενος της μονής, στον οποίο προαγγέλθηκε το θαύμα, κατέβηκε μαζί με τους υπόλοιπους μοναχούς στη θάλασσα την ημέρα της Κυριακής του Θωμά. Με πανηγυρική πομπή η εικόνα μεταφέρθηκε στο Καθολικό.
Μέχρι σήμερα έχουν τελεστεί πάρα πολλά θαύματα. Το 1713 ο μοναχός Ιωαννίκιος, ο οποίος άναβε καθημερινά τα καντήλια του ναού, πλησίασε την εικόνα και είπε με ευλάβεια: «Γιατί, Παναγία μου, έχεις προικίσει όλα τα άλλα μοναστήρια του Αγίου Όρους με δώρα, ώστε, να έχουν άφθονο σιτάρι, κρασί, λάδι, και άλλα πολλά αγαθά, ενώ αυτό το μοναστήρι υποφέρει και πασχίζει για να αγοράσει το σιτάρι που χρειάζεται;». Ένα επόμενο βράδυ, πήγε και πάλι για να ανάψει το καντήλι, στάθηκε μπροστά στην εικόνα και προσευχήθηκε κλαίγοντας. Κουρασμένος πια, κάθισε στο στασίδι απέναντι από την εικόνα και αποκοιμήθηκε.
Τότε του εμφανίστηκε η Υπεραγία Θεοτόκος και του είπε: "Γιατί, παιδί Μου, Ιωαννίκιε, εκφράζεις συχνά δυσαρέσκεια, λέγοντας ότι φροντίζω όλα τα άλλα μοναστήρια του Αγίου Όρους και μόνο αυτό το μοναστήρι έχω αφήσει φτωχό; Να είσαι βέβαιος ότι φροντίζω για όλα όσα χρειάζεται. Αποφάσισα όμως να ορίσω τα πράγματα έτσι, για να ωθούνται οι ηγούμενοι της μονής, όχι στα γήινα πράγματα, αλλά στην αναζήτηση της σωτηρίας τους. Σταμάτα, λοιπόν, να με ενοχλείς με παράπονα, γιατί εγώ είμαι ο φύλακας αυτού του μοναστηριού και για τίποτα δεν θα πρέπει να ανησυχείτε. Να σε νοιάζει μόνο ο ναός μου και η σωτηρία της ψυχής σου.» Ακούγοντας τα λόγια αυτά, ο Ιωάννης ξύπνησε έντρομος, έπεσε στα γόνατα μπροστά από την ιερή εικόνα και ικέτευσε με δάκρυα για συγχώρεση. Στη συνέχεια, είπε στους αδελφούς του όλα όσα είχαν συμβεί.
Η εικόνα ονομάζεται επίσης: «Οροφυλάκισσα», «Πυροφυλάκισσα» και «Πυροσώτειρα».
Κατά τη διάρκεια της αγρυπνίας που τελείται την Κυριακή του Θωμά ψάλλεται ευχαριστήρια ακολουθία, γραμμένη από τον γέροντα Γεράσιμο Μακρυγιαννανίτη, σε ανάμνηση της βοήθειας που παρείχε η Παναγία στην απελευθέρωση του Αγίου Όρους από τους Τούρκους εισβολείς στις 13 Απριλίου 1830.
Η εικόνας της Παναγίας Γλυκοφιλούσας αποτελεί το σημαντικότερο κειμήλιο της μονής. Είναι τοποθετημένη σε μαρμάρινο εικονοστάσι, που σύμφωνα με την επιγραφή, δόθηκε στη μονή από τον αρχιμανδρίτη Καισάριο στις 25 Μαρτίου 1851.
Οι μορφές αποτυπώνονται σύμφωνα με μια τροποποιημένη εκδοχή του εικονογραφικού τύπου της Παναγίας Γλυκοφιλούσας. Η τελευταία κρατάει στην αγκαλιά της το Θείο Βρέφος, το οποίο ασπάζεται με ιδιαίτερη τρυφερότητα, ενώ το βλέμμα της, μελαγχολικό, στρέφεται προς τον πιστό. Με το αριστερό Του χέρι ο Χριστός ακουμπάει το πρόσωπο της Υπεραγίας Μητρός Του, ενώ με το δεξί αγγίζει το χέρι της. Στις δύο επάνω γωνίες της εικόνας αναπαριστώντα οι δύο Αρχάγγελοι, ενώ στις άκρες του πλαισίου βρίσκονται οι δύο ιεράρχες, Ιωάννης ο Χρυσόστομος και Βασίλειος ο Μέγας.
Ο τροποποιημένος αυτός εικονογραφικός τύπος της Παναγίας Γλυκοφιλούσας εμφανίζεται ιδιαίτερα κατά την Παλαιολόγεια περίοδο. Τον εντοπίζουμε στην Καστοριά, καθώς και σε άλλες περιοχές της Μακεδονίας. Η παλαιότερη εικόνα του τύπου αυτού, βρίσκεται σήμερα στο Μουσείο Βυζαντινής Τέχνης στην Αθήνα, χρονολογείται από τον 12ο αιώνα και προέρχεται από εικονογραφικό εργαστήριο της Θεσσαλονίκης. Η συγκεκριμένη απεικόνιση του Χριστού στην αγκαλιά της Θεοτόκου παραπέμπει στα Πάθη και, ειδικότερα, στην Ταφή και τη σωτήρια Ανάστασή Του.
Ακόμη, η εικόνα ανήκει σε ειδική κατηγορία έργων διπλής όψης, στα οποία η πίσω πλευρά κοσμείται από την αναπαράσταση της Σταύρωσης. Με τον τρόπο αυτό προβάλλεται το δόγμα της ενσάρκωσης του Κυρίου, μέσω της Υπεραγίας Θεοτόκου, και η σωτηρία του ανθρώπινου γένους, μέσω του Θείου Πάθους. Στην απεικόνιση της Σταύρωσης, ο εικονογράφος ακολουθεί τον καθιερωμένο τύπο. Ο εσταυρωμένος Χριστός τοποθετείται στο κέντρο, η Παναγία στα αριστερά και ο Ιωάννης δεξιά, εκφράζοντας τη θλίψη τους μπροστά στο γεγονός. Δύο άγγελοι είναι τοποθετημένοι δεξιά και αριστερά στο επάνω μέρος του σταυρού. Διακρίνουμε ακόμη το τείχος της πόλης των Ιεροσολύμων, πίσω από τις μορφές της Παναγίας και του Ιωάννη. Στις οριζόντιες εγκάρσιες ράβδους του σταυρού διαβάζονται οι επιγραφές: «Η Σταύρωσις. Ιησούς Χριστός. Βασιλεύς της δόξης.".
Το μεταλλικό πλαίσιο της εικόνας αφήνει ακάλυπτα τα πρόσωπα και ορισμένα μέρη του σώματος των μορφών. Το πλαίσιο αποτέλεσε δωρεά του αρχιμανδρίτη Καισάριου το 1840. Υπάρχει επίσης επιγραφή η οποία αναφέρει πως δημιουργήθηκε στη Μόσχα το 1840 από τον χρυσοχόο Γιούπκην.
