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。

二舞伎作“吸腿”姿立于小圆毯上，双手一上一下对称挥巾作舞。二舞伎舞姿完全相同，只是左右各异，这是双人舞常用的编排手法。

二层阁：阁的形象多见于初唐时期，盛唐壁画中表现不多，可能与盛唐以后楼、阁二种建築形式相互融合有关。这里的二层阁完全继承初唐形式，盛唐以后，阁的形象就在壁画中消失了。

角楼与回廊：净土寺院中，在回廊转角的屋顶上出平坐欄杆，平坐上建歇山顶殿屋，簷柱一周，柱间完全开放，显得空灵通透。下层是双通道回廊，中间一列柱上有门及直檑窗，透过门道可见回廊边沿的欄杆及后园的水面。越过回廊屋顶的空间，可见茫茫原野，溪流蜿转。飞天凌空飘舞，为画面增加了开阔深远的意境。

西魏是鲜卑族政权。图中国王与信士优婆塞，正对坐交谈。两人均戴笼冠，宽袍大袖随意而舒展，曲领内衣。国王手执麈尾，坐在方褥之上，后有侍从持华盖和羽扇。从服饰到用具不仅完全汉化，而且有南朝魏晋风度，反映北朝上层社会的典型装束倾向。

西域城：“化城喻品”中画的一座小城堡，墙垣各面开门，转角处有角台。城堡中有一座两层建築，所有建築顶均有拱券形结构，表示出于中原完全不同的建築风格，建築学家梁思成称其为“西域城”。

净土寺院前的楼、阁、台、碑阁：碑阁的下层完全敞开，中有黑褐色的方柱，应是碑石。竖立碑石记述有关事件或歌功颂德，是自秦汉以来的习俗。

二舞伎均举巾而舞，舞姿动态完全一致，欲用一正面，一背面的处理，使画面既富有变化，又能使观者清晰地看到舞者同一舞姿的正面与背面，使人感到舞者正急步环行。

西夏踏碓：农夫头裹布巾，穿交领短衫裤，着麻鞋，手扶架杠，正用一只脚踏动杆板舂米。踏碓使用了能自由活动的轴木，当人踏动杆板时，轴木随着横板灵活转动，从而减轻劳动强度，提高舂米效率。这种舂米器械同中原地区的完全一样。石臼旁放置簸箕等用具。图的左上部有盘盛着的瓜果，它是瓜州的特产。

普贤坐象特写：佛经说，普贤菩萨主诸佛理德、定德与行德，乘六牙大白象王。图中大白象双目微闭，含着慈善笑意，头顶饰宝珠，显得华丽高贵，技法上完全以墨线白描造型。