建于武周时期。覆斗形殿堂式洞窟。主室窟顶藻井画团花井心，卷草与半团花垂幔铺于四披，四披画千佛（南披毁一部分）。西壁佛龛除佛像为初唐原作外，弟子、菩萨、力士均为清重修或重塑，龛穹窿顶画重层雕栏，一排菩萨，凭栏俯视人间，其后宇空广阔，有飞天、祥云、天花、梵宫、仙女。南壁为最初学者定为法华经，后来定为《十轮经变》，本叙述以十轮经为准，该经详细宣传了地藏菩萨信仰，可分为四部分：论述地藏、论述十轮、论述末法、论述六度。在布局上，十轮经变大致可分为四个区域：1、画面正中为主体说法会及其周围画面；2、西侧中部，地藏救苦救难；3、西侧上方，地藏变化身（部分内容在东侧上部），地藏有四十四现身；4、东侧，刹利旃陀罗现智相品（其中象王本生在西侧）。北壁阿弥陀经变占了整面墙壁，中央主体部分佛陀说法，两旁众菩萨听法，经变中的建筑形象很特别，水池中建有平台和两侧楼阁，歇山顶的楼阁高二层，深阔都是三间，上下层之间不设腰檐，这种画法只在初唐壁画中才能见到，下层斗拱上挑出朱栏一周，上下层各柱子之间不设门窗墙壁，只在由额上悬挂帘幕，平台地面以花砖铺地，与唐代习俗相同。东壁门上画说法图一铺，两侧趺坐佛说法图各一铺；门南中画立佛一铺、菩萨二身，下五代画男供养人一排（模糊）；门北中画十一面观音变一铺，下五代画男供养人一排（模糊）。主室北壁下部和东壁下部绘供养人像，大多漫漶模糊，可辨识着是男供养人像，从残存题记的数字看，五代时重修此窟的功德主要有阴氏，还有张氏、令狐氏、曹氏。甬道盝形顶中央存五代残画宝盖与供桌一部，南、北披五代画垂幔。前室西壁门南画地狱变（一九六五年剥出），门北五代残画下有初唐画；南壁五代画普贤变（残）；北壁五代画文殊变（残）。

西壁开圆券龛，龛口略方，作内外两层。龛顶绘伎乐飞天十五身，佛像两侧各绘弟子六身、菩萨六身，西壁北侧下绘鹿头梵志。龛楣绘忍冬莲花化生图案和联珠纹边饰。外层龛西壁两侧各绘菩萨二身，南、北壁各绘飞天二身、菩萨二身，龛口顶部绘龛楣火焰纹，火焰纹楣尖达窟顶西披。龛楣上绘飞天四身，龛楣内绘化生、伎乐，南北两侧各绘菩萨二身，龛口外沿绘联珠纹，龛上绘飞天十四身。西壁南北两侧上部画维摩诘经变。南侧是文殊菩萨，文殊菩萨在一所三间歇山顶殿堂的中央，随行前来的天人、菩萨皆侍立于堂内文殊的身后。众弟子跪坐在两廊前后，合掌听法，殿后是茂密的绿树，殿前有流泉莲池，成对的水禽在其间游戏，上空有飞天捧花漫撒。北侧是维摩诘，维摩诘居士在五间歇山顶殿堂中央，右手持塵尾，凭几而坐，堂内、廊间和台阶下挤满了听众。殿前有莲池，殿后有树林，都和南侧的文殊菩萨遥相对称。南北两侧下部各绘弟子五身、菩萨四身。西壁下部宋代绘供器和供养菩萨十二身。

北壁阿弥陀经变占了整面墙壁，阿弥陀经又名小无量寿经，主要描述了西方净土无比庄严、清静、美妙和安乐、祥和的景象。 上部碧波蓝空，天水相接，十身飞天千姿百态；乘云驾雾的赴会佛和菩萨表示的是十方诸佛和菩萨赴无量寿佛说法会场面，呈对称结构分布在天空层，有五座楼宇殿阁，四组一佛二菩萨组合；在阿弥陀正上方，整个画面上层天空的中间描绘的是净居天，此处绘朵云及其上二层楼殿，殿内有倚坐和趺坐佛，下殿还站立二胁侍菩萨，殿前有七宝道场树，两侧各有一组赴会的一佛二菩萨，具有对称平衡美。 中央主体部分描绘的是西方三圣：无量寿佛居中趺坐，观音菩萨和大势至菩萨胁侍两侧游戏座，还有众菩萨分列两侧；水池中建有平台和两侧楼阁，水池中绘有迦陵频伽、鸭子，化身童子、鸳鸯、荷花等生动形象，栏杆上立着孔雀；歇山顶的楼阁高二层，深阔都是三间，上下层之间不设腰檐，这种画法只在初唐壁画中才能见到，下层斗拱上挑出朱栏一周，上下层各柱子之间不设门窗墙壁，只在由额上悬挂帘幕，平台地面以花砖铺地，与唐代习俗相同； 在中间层，两侧楼阁的上方，绘的是赴会佛众，可谓佛尊率众菩萨的出行图。 位于阿弥陀下方，整个画面中下方的两身伎乐菩萨，脚踩圆毯，两旁是一些伎乐菩萨和供养菩萨。 下层五代画一层男供养人，已经漫漶不清。

净土寺院的殿宇：寺院正中的大殿及其后面的双重殿宇，均为四阿顶，顶上的斜脊弧线舒展，正脊两端有鸱尾。面阔五间，副阶（殿周围的廊子）一周，殿屋有三间，开直檑窗，窗内挂绿窗纱。柱上有阑额两重，斗拱画得及其规范工整，是盛唐斗拱技术成熟的标志。

中西两式民居：法华经变中画的民居，左院是汉式住宅，右院是西域民居。汉式住宅前有山石掩映，院内厅堂三间，下有砖砌台基、散水，室内方砖墁地，内部有床，床后有屏风。院中有医生前来诊病。右院有高墙及墩台卫护，院中有拱券形的房屋，房前的庭院中有床，上坐一妇女和一老人，床边有一斜披锦巾的胡人，手抱婴儿侧身垂足而坐。现在新疆维吾尔族民居虽然不作拱券形了，但生活依然保持图中的方式。

殿堂斗栱：殿堂五开间，深三间，簷柱与角柱上有一斗三升斗拱一组，柱顶之间有额枋二重，以加固结构。额枋之上有人字栱一组，人字已经作柔和的曲线，两重额枋之间涂成草绿色，并于绿色中勾画菱形网状的墨线，可能是额枋之间的雀眼网。

重檐水榭：在山间流水旁起平坐，上建两座相错的水榭。水榭为重檐，前面一座为三间重檐歇山顶，下部前有廊檐，后有门窗，后一座为三间重檐攒尖顶，加之水边华丽的栏杆，构成了一组优美的景观性建筑。

大殿斗栱：大殿三间，各柱头均为六铺作出双杪斗栱，跳头上施令栱，并有批竹昂耍头，令栱之上有梁头伸出与撩簷枋相交。两次间于阑额上各用一组驼峰小斗作補间铺作，当心间特别宽大，用了三组補间铺作，于额枋上施斗子驼峰，柱头枋上再出一跳。此图与南壁是同一窟的两幅经变画，斗栱的形式、做法却各不相同，反映了斗栱技术的成熟。

民居院落：法华经变中画一大院落，外有夯土围墙，正面有鸟头门，门内小院之后才是院墙及院门，门内庭院开阔，上房三间，两侧偏房各三间。这种外有夯土高墙的住宅形式，在西北地区一直沿用到近代。