此窟始建于西魏，后经北周、隋、初唐、回鹘、清代时期重修。洞窟的平面呈方形，有中心塔柱，前部为人字坡顶（已塌毁），后部为平棋顶。窟室中央为方形中心柱，龛内外的塑像多为清代重修，龛内北壁残存化佛菩萨火焰纹背光，两侧各画弟子一身。龛外两侧分别为唐代画的日月及云中坐佛，下底层存西魏残画。龛楣图案尤其有特色，它不同于北魏常见的火焰纹图案，而是保存完整的弥勒上生经变，是西魏时期的原作，与莫高窟西魏时期的第288窟龛楣莲花供养化生图案风格相近。弥勒上生经变这一题材在敦煌石窟龛楣画中并不多见。画面中，弥勒着菩萨装，交脚而坐，身旁站立二听法菩萨，周围还有十身飞天环绕飞舞，散花奏乐，一派恬静的佛国仙境。在画面左侧，还有一身人物做手足倒立的动作，画工大胆用色，把人物形体涂染出来，整个画面看上去十分夸张诙谐。敦煌石窟中同一时期的作品大多以土红色为底色，而这一幅则是在大面积深绿色的底子上作画，亦为少见。在西侧墙壁留下来的一组朱墨白描伎乐飞天线描图最为传神。飞天手持琵琶、箜篌等乐器，身形线条流畅、比例协调、把飞天的轻盈、飘逸完全体现出来，同时也体现出画师绘画技艺的高超，这幅作品也是西千佛洞的代表作。北壁为鹘画涅槃图，画面中佛的形体较大，右胁而卧，着田相袈裟，周围有众多举哀弟子，脚部周围有几身世俗人的形象。画面以土红色为主色调，佛的面部五官间用石绿勾勒。此窟南壁东侧绘有初唐说法图，这幅画面内容简洁，但无论构图、设色、人物造型堪称佳作。神态端庄、目光慈祥的佛陀结跏趺坐于莲座上，身边二胁侍菩萨婀娜窈窕，着装华贵艳丽，从画工着色晕染手法，我们似可以看到菩萨着装的质感。说法图下方绘供养人像。在这幅作品右上角留有“如意元年”(公元692年)的朱墨题记，也为断代提供了参考。

持节羽人：羽人长耳兽面，臂生蓝色羽翼，双手持节，裸上身，下身犊鼻短裤。体形及其瘦长，表现出急速飞行的效果，两腿稍显僵硬，与飞扬的巾带和周围旋转的天花不太协调。

配殿及双楼：净土寺院中的配殿，为一殿二楼的布局。楼虽比殿高，但殿的体量较大，位置前突，楼殿组群配合十分协调。在现存的建築实例中，殿楼不是建在水中，而是建在地面上，配殿与双楼建于水中的平坐上，这种建築形式与日本古建築中的“寝殿造”十分相似。规模如此之大的配殿，在唐宋遗迹中还没有发现实例。

藻井下沿边饰：边饰层有小白珠、缠 枝石榴卷草、团花边饰和鳞形纹、三角纹垂帳。纹样绘工精致，层次繁缚富丽，色彩重重迭迭，冷暖色调相间，对比鲜明而又协调。

藻井下沿边饰：边饰层有小白珠、缠 枝石榴卷草、团花边饰和鳞形纹、三角纹垂帳。纹样绘工精致，层次繁缚富丽，色彩重重迭迭，冷暖色调相间，对比鲜明而又协调。

桃形瓣莲花纹藻井：藻井中心莲花由桃形瓣、叶形瓣、云形瓣三层交错套联组成，呈层层绽开之状，纹样绘工精致，层次繁缚富丽，色彩重重迭迭，冷暖色调相间，对比鲜明而又协调，是盛唐前期代表作。

佛背光飞天：此图与前图相对应。背光飞天面容清秀，微微含笑，手捧花盘，虔诚的向佛供奉献花。升腾的火焰纹与下降的飞天形成对比，整体气氛和色彩十分协调。

六乐人分列两旁，中间一舞伎执巾起舞，舞伎在左手高举长巾，右手五指大张，于唐代壁画击腰鼓舞伎手姿相同。此舞伎并未佩掛腰鼓，手姿如是描绘，可表现舞姿的刚劲有力，但于巾舞风格不大协调。近千年后的今天，舞伎面部及身姿画面仍十分清晰，实属罕见。

藻井下沿边饰：边饰层有小白珠、缠 枝石榴卷草、团花边饰和鳞形纹、三角纹垂帳。纹样绘工精致，层次繁缚富丽，色彩重重迭迭，冷暖色调相间，对比鲜明而又协调。

藻井下沿边饰：边饰层有小白珠、缠 枝石榴卷草、团花边饰和鳞形纹、三角纹垂帳。纹样绘工精致，层次繁缚富丽，色彩重重迭迭，冷暖色调相间，对比鲜明而又协调。