莫高窟第302窟开凿于隋代，五代时期重修。整个洞窟由主室、甬道和前室三部分构成。主室为中心塔柱窟，窟顶前部人字披东披分上下两段绘制佛教本生故事画，后部平顶绘隋代画说法图、平棋图案等。中心塔柱顶部与窟顶相连，作须弥山状，上部为圆形七级倒塔，下部由方形两层台座组成，共承倒塔，台座上层四面各开一圆券形龛。中心柱东向面龛内塑一佛、二菩萨（北侧一身失），龛外两侧塑二菩萨（仅残存北侧一身），浮塑彩绘化生龛楣、龙首龛梁、莲花龛柱；南向面龛内残存彩塑佛一身，菩萨二身（清修），龛外两侧塑二菩萨（仅残存东侧一身）；西向面龛内塑一佛、二弟子，二弟子像为清代重修；北向面龛内塑一佛二弟子，龛外两侧二身塑像已失，均为清代重修；中心柱底座北向面下层壁画隐约可见“开皇四年六月十一日”等字样，据此可知此窟开凿于开皇四年（584年）左右，故此窟又称“开皇四年窟”。这一确凿的纪年题记不仅是隋代洞窟时代判断和分期的可靠依据，也是此时期洞窟艺术风格研究的标尺。洞窟主室西壁中央开一内外层佛龛，内层塑一佛、二弟子，外层塑二菩萨（均无头）。内层龛壁画佛头光两侧画二身化生形象。龛外下层为宋代画比丘尼八身，底层露出隋代残画，龛顶从左到右画天宫伎乐十身；主室南壁上部自西向东依次画天宫伎乐十二身以及天宫栏墙和垂幔，中间绘千佛，前部千佛下方绘药师佛一铺，后部千佛东侧开内外层龛，内层塑一佛、二弟子（仅存西侧弟子），外层塑二菩萨（仅存东侧一身），忍冬龛楣，千佛西侧画说法图一铺。南壁下部与地面相接处为宋代绘供养比丘像、男供养人像共九身，底层露出隋代残画；北壁千部绘有释迦、多宝二佛并坐说法图一铺，后被穿洞所毁，下部与地面相接处表层壁画为宋画供养人一排，多处底层露出隋代绘画；东壁上部画天宫伎乐，栏墙和垂幔，东壁门上方画说法图一铺，两侧绘千佛，其余为比丘和供养人。甬道盝形顶中央为宋代绘千手千眼观音变一铺，甬道南北两壁各画宋代趺坐佛四身。前室顶大部分坍塌，西壁门两侧存宋代画毗沙门天王赴哪吒会图各一铺；东壁门南上部为宋代画如意轮观音变一铺，中部为宋代画四龙王礼佛图；门北上画不空绢索观音变一铺，中画四龙王礼佛。

该窟建于隋代初期，五代，清重修。洞窟由前室、甬道和主室三部分构成。主室为中心柱窟窟，平面呈方形，前部人字披顶，后部平顶。窟顶后部中央与中心柱须弥山倒塔连接。主室窟顶前部人字披东披以上下两横幅形式展现了法华经变普门品（救诸苦难）；西披画法华经变观音普门品（三十三现身）。每披均以上下两段“之”字形横幅长卷的形式表现。后部平顶中央作方井，方井内塔顶四周画圆形垂幔，四角画禅定佛各一身（东北角毁），周围画千佛。中心塔柱作须弥山状，上部为圆形七级倒塔，上六级原有影塑千佛，最下一层塑仰莲及莲茎四龙环绕，下部作方形两层台座，承接倒塔，台座上层四面各开一龛。东向面圆券形龛内清代塑一佛、二弟子形象，龛外两侧各塑一菩萨（清代重修），下部台座座身画供养比丘、比丘尼、男女供养人、狮子等图案；南向面圆券形龛内塑一佛、二弟子塑像，画二化生，龛外两侧各塑一身菩萨，均为清代重修，其中东侧一身菩萨像已毁；西向面圆券形龛内为清代彩塑一佛、残存一弟子，龛内绘画二身化生形象，龛外侧彩塑两身菩萨像，仅存南侧一身（清修），台座座身为隋代画男女供养人、药叉等；北向面圆券形龛内彩塑残存一佛一弟子，龛外两侧彩塑残存二菩萨，均为清代重修。本窟中心柱四面龛龛粱上的龙首造型，明显继承了北朝风格，其基本形式受汉代建筑中楼檐、屋脊龙饰的影响。主室西壁画天宫伎乐十身、栏墙、垂幔；中部画千佛，下部画男供养人，壁画最下部为山石林泉人物画；南壁上部画天宫伎乐十二身、栏墙、垂幔，中部画千佛，中央为经行佛一铺，下部画比丘、男供养人；北壁上部画天宫伎乐十四身、栏墙、垂幔，中部画千佛，千佛中央绘释迦、多宝佛说法图一铺，说法图下部为男供养人、侍从、比丘等；东壁上部画天宫伎乐十身、栏墙、垂幔，门上、门南、门北均画千佛，千佛下部画男女供养人、车马、车夫、马夫等。主室西、南、北、东四壁下部与地面那相接处均绘有山石林泉。洞窟甬道顶部为五代时期绘制的说法图一铺。甬道南壁为五代画如意轮观音经变一铺，下部画供养比丘，男供养人共六身。甬道北壁为五代画不空罥索观音变一铺，下部画比丘与供养人画像，都已模糊。前室顶部四披为五代画趺坐佛七身。前室西壁门上方有五代时期愿文榜题一方，两侧各有一身供养菩萨；门南画一菩萨一夜叉；门北画弥勒经变一铺，下部绘供养人一排（已模糊）。前室南北两壁各画五代天王一铺，北壁天王被清代穿凿洞窟毁去一部分

甬道南壁上部浮塑出一排方格，每一格内绘有佛像一身。下绘炽盛光佛图一铺，画面东部和下部残毁。炽盛光佛图画面中央绘炽盛光佛一身，佛结跏趺坐，乘双轮车前行，右手食指顶一金轮，左手作禅定印。车前部残，车后插龙纹旌旗，九曜星神三面簇拥。九曜星神从东到西，第一身仅存上半身，形象模糊身份不明；第二身是妇女形象，着绿衣，手抱一物，状如套在袋里的琵琶，是金星；第三身在第二身左下侧，大部已毁，仅存部分头光与一只持圆形物的手，身份不明；第四身状如天王，头戴驴形冠，四臂，下面两手共执一戟，上面两手，一手执弓，一手执索，是火星；第五身在佛的车前，头戴不明兽形冠，手举一杖，疑是土星；第六身在车轮后侧，着绿袍，一手推车，下部残毁，仅存上半身，身份不明；第七身在车后右侧，状若妇女，头戴鸟形冠，双手托一圆形物，是月宿；第八身在车后左侧，着世俗人物服装，双手托一圆物，是太阳；第九身身体为绿色，半裸，四臂，分别执矛、绳索、剑和人头。是罗睺。佛与九曜星神上方绘有二十八宿，其形象基本一致，均作文官打扮，双手持笏，四身一组侍立于彩云之中，现存五组。九曜星神和二十八宿中间穿插绘黄道十二宫，每一宫作一圆圈，在圆内画出代表此宫的形象，现存九座，从东至西为金牛宫、室女宫、白羊宫、摩羯宫、天秤宫、双子宫、巨蟹宫、天蝎宫，双鱼宫。壁面西侧中下部，存一身女供养人像，其右侧有一方榜题，榜题用西夏文和汉文并列书写，汉文为：“扫洒尼姑播盃氏愿月明像”，榜题下方存数列回鹘--蒙文题记。

上画千佛，中画佛教史迹画，自西向东依次为：1.西晋吴淞江石佛浮江；2.东晋扬都出金像（大部被美国人华尔纳盗劫破环）；3.隋文帝迎昙延法师入朝，下画菩萨七身。 南壁西侧上部画西晋石佛浮江故事。由西端开始：1、画二佛立于水面上，僧俗数人在岸上作礼拜状。2、下面画道士扬幡设醮迎接。3.以东画吴县人朱膺和东林寺僧人雇船载石佛去通玄寺，江岸僧俗妇孺纷纷往迎、跪拜。 南壁中上部画东晋扬都金像出渚故事。图中左、中、右分别画光芒四射的佛像、莲座、佛光，画面与故事中得金像、得趺座、得佛光的描述相吻合。位于得趺座的场面之下，莲座下方一叶小舟，扬帆海上，舟中有比丘和船工数人，就近迎接佛像。画面中迎佛的大船画面已被华尔纳劫走，现仅存两名纤夫和迎佛的僧俗人众。 南壁东侧上部画昙延法师祈雨的故事。由4个画面组成，呈“凹”字型排列：1、画肩舆中坐一僧人，六名轿夫弓身抬行，榜题为“帝迎法师入朝时”。2、画一帝王向一僧人行礼，帝王后侍臣四人，其中一人持曲柄华盖。3、上画宫殿内一僧人坐高座上，殿前阶下一帝王率领臣属五人跪拜施礼，天空乌云密布，大雨将至。4、上画城内大帐中，一僧人坐高座上讲说，前有一帝王坐胡床上恭敬聆听，五人侍立左右。又画一舍利塔大放光芒，榜题为：“延法师于塔前与文帝说涅槃经并造疏论讫感舍利塔三日放光”。

上画千佛，中部画佛教史迹画，自西向东依次为：1.汉武帝获得匈奴祭天金人与张骞出使西域；2.释迦浣衣池与晒衣石；3.佛图澄之神异事迹；4.阿育王拜外道尼乾子塔；5.康僧会感应故事，下部画菩萨七身。 北壁西侧上部画张骞出使西域图，共由4组画面组成，呈“凹”字型排列，每个画面旁均有清晰榜题，表现汉武帝获得匈奴祭天金人和张骞出使西域的情景。1、在画面的右上角有一殿堂，内有两个站立的佛像，殿堂正面额匾上有“甘泉宫”三字，下方画帝王、臣属持香炉或笏拜谒。2、皇帝骑在马上，左右臣属八人，一人手持曲柄华盖。张骞持笏跪拜辞别，后有从者持节牵马。3、张骞行进在途中。4、远处有一城郭，二和尚立于门外，城内有佛塔。此幅出使图中，张骞一行乘骑半藏山后，表现了山重水复的效果，体现出张骞等人的艰辛，情节、环境相互映衬。 北壁中上部偏西侧画佛陀洗衣池和晒衣石圣迹故事。1、释迦摩尼右手提袈裟立于水边。2、有天女从天空飘飘而降，准备替佛陀清洗袈裟。3、方石旁有一个不信佛教的外道婆罗门，赤裸上身，光着脚，跳踩和弄污方石。4、石上有乌云，云中雷神正击鼓鸣雷。5、方石的右下角再画婆罗门被雷电击毙。6、方石的另一侧有两位天女正在洗石。 北壁中上部偏东侧画高僧佛图澄的故事，以上中下三组画面表现佛图澄的神异事迹，上画佛图澄立于七层塔前，合十向人们解说塔檐的风铃声音有异，指出这是不详之兆，预言石虎和石韬将要火并。中间画一帝王，上有华盖，坐在胡床上与臣属观看僧人施法，这个场面是佛图澄为石虎说法时，幽州四城门起火，佛图澄使神力用酒灭火的情景。左下画一僧人赤裸上身，坐在水池边，正在洗肠的情景，据《高僧传》卷九“佛图澄传”记载，澄左乳旁有一孔，有时肠从中出，或以絮塞孔。夜欲读书，辄拔絮，则一室洞明，又斋日辄至水边，“引肠洗之，还复内中”。 北壁佛图澄故事右下角画阿育王拜外道尼乾子塔。阿育王是公元三世纪中印度摩揭陀国国王，笃信佛教，大造佛塔。画面画一帝王率臣属礼拜六塔，下跪者是阿育王，由于该塔是外道之塔，受不起信佛教的阿育王一拜而倒塌。 北壁东侧上部画康僧会故事。康僧会是三国时代的高僧，主要在江南弘扬佛法，在佛教南传的历史上有重要意义。故事由四组画面表现：1、画康僧会坐鼓帆小舟，顺风而行下江南来到东吴。2、最下面画一帝王向僧人跪拜合十，表示孙皓下跪迎接穿袈裟的康僧会。3、中间画一大帐，账内莲座上舍利放光芒，账外帝王与僧人作谈论状。表示吴人本不信佛教，吴王孙权召康僧会问佛有何灵验，康僧会遂以神力获舍利，光明四射，吴王乃信，立建初寺。4、画一寺院，院外僧人观看并有人运送木料，当为建初寺修造的情景。

东壁北段画清净法身卢舍那佛及四大菩萨（南部残），为三身佛中之报身。密教作菩萨形，双手重叠置于脐下，结跏趺坐，光环重叠，作修持状。人体比例匀称，肌肉丰满，展示出密教佛像的特色。四大菩萨为“地藏菩萨”、“文殊师利菩萨”、“虚空藏菩萨”、“弥勒菩萨”，均座于缠枝莲花上。东侧画药师佛立像一身，着田相袈裟，右手执锡杖，左手持药钵，赤足立莲花上。

中央凿一圆券形大龛，两侧各有一小龛。龛外壁面给有护法诸神。南侧上部与窟顶连接处绘有一个白色圆轮和六个白色椭圆形轮，内绘日天及其眷属形象。日天有头光，着高髻，双手合十，端坐于一驷马二轮厢车中。驷马两两相背，分牵车厢两端，反向则驰。在日轮下面，画一辆三凤驭车，凤车上有两力士，一前一后，其中前者一手持一人面盾牌，一手向上扬起，后者高举双手，作托举状。北侧上部绘月天及其眷属。由于画面剥落严重，现仅能识断头戴宝冠的月天呈正面姿坐于车厢内，双手交叉于胸前。车轮南侧还残存两只鸟头和翅膀的部分。在月天的圆轮下面，绘一由三只狮子牵拉着车，车厢内有二身力士，一前一后，后者高举双手，作托举状。三龛间壁面绘有护法诸天、菩萨、天王诸形象。 中央大龛与南侧小龛壁面绘有三面的梵天形象、三眼的帝释天形象，外侧壁画绘婆薮仙人；中央大龛与北侧小龛壁面所绘的摩醯首罗天形象三头、六臂，半侧身骑坐于白牛背上。其下绘骑孔雀的鸠摩罗天和象鼻人身的毗那夜迦神。两侧壁而下方各绘两身手执矛枪、身着铠甲的天王形象。

门上画千佛，门下五代画不动佛，弥勒菩萨等十一身；门南画佛教戒律画，下西夏画趺坐佛四身；门北画佛教戒律画（部分被美国人华尔纳盗劫破坏），下西夏画趺坐佛三身。 东壁上画多幅“戒律画”，每幅画面均配有榜题，文字多已漫漶不清。 东壁门南第一幅画三人捧衣物向一僧人做供养状。是表现僧人为守戒，宁可热铁箍身，而不以破戒之身接受他人华丽衣物的供养。 画两人奉食物向僧人做供养状。是表现僧人为守戒，而不受他人食的供养。 画大火之前立一僧人，一侧立两个盛装妇人及一侍者，下又一妇人做跪拜状，表现僧人为守戒，宁可身投火坑，终不破戒与诸女人而行不净。 画一僧人俯卧床上，床前立两人捧卧具拱手施礼，又一人身后有另一张床。是表现僧人为守戒，宁卧大热铁上，终不敢以破戒之身眠华丽之大床。 画一人于僧人背后捉袈裟举手欲打，僧人前立二人分别施礼和持钵，下又画一人 持短棒跪器物前。是表现僧人为守戒，终不敢以毁戒之身而受他人的医药供养。 画两僧人面向僧人，一人合十施礼，一人用手指右上方房舍。是表现僧人为守戒，宁可身投热铁罐内，终不以破戒之心受他人“豪宅”房舍供养。 东壁门北画二人一跪一立，向僧人施礼，左一人举手做欲打之状。是表现僧人为守戒，不以破戒之身受诸刹帝利、婆罗门居士恭敬礼拜。 画一僧人扬手面对四人，四人中二人奏乐、二人舞蹈歌唱。是表现僧人为守戒， 宁以铁锥周遍刺身，不以染心听好音声。 画一妇人及一侍者。是表现僧人为守戒，宁以热铁挑其两目，不以染心视他好色。 画一僧人扬右手，后随一人，面前有一方桌，上置一半圆形物，桌旁立一男一女。是表现僧人为守戒，而宁以利刀割其舌，不以破戒之心贪著美味。 画一僧人以手指鼻，对面一人手捧一物。是表现僧人为守戒，宁以利刀割去其鼻，不以破戒之心贪嗅诸香。 画一僧人立中间，左右二人张臂作劝阻状，此处内容不明。 画一僧人合十而立，面前二赤身裸腿人，像是正在砍杀一人。是表现僧人为守戒， 宁以利斧斩砍其身，不以破戒之心贪著诸触。 以上守持戒律的画面，比较全面的表现了《大般涅槃经》里为守戒而发的种种誓愿。

南壁画面大部表现《佛顶尊胜陀罗尼经变》。整体布局利用了横向长方形的壁面，呈现出“中央是佛说法图，上部是须弥山上的天界，佛说法图的左右及下方表描绘细节场景”的“凹”形构图。凹形部分的中央是佛说法图。佛着袒右肩袈裟，结跏趺坐于莲座之上，从佛的顶上肉髻中放射出几束蛇形光束并向向扩展为扇面状。佛周围侍立闻法弟子 、菩萨和比丘。上部描绘天界建筑和善住天子、帝释天等人物形象及善住夜半惊梦、善住造访帝释、帝释天向在下界说法的世尊救助等情节。凹形部分的西侧画面表现佛陀波利译本中的《序》中前半部分的内容。自上而下描绘佛陀波利从西国来诣五台山、佛陀波利五体投地拜跪祈祷、佛陀波利路遇文殊化现的老人、佛陀波利回到长安入宫献经、皇帝向佛陀波利赐绢三十匹等场景；左侧画面最上端描绘帝释天得佛授陀罗尼经加归天界、得到解脱转世之苦的善住与帝释天回访世尊、世尊摩善住顶授菩提记的场景。其下方描绘象征陀罗尼经的日轮、安置陀罗尼经的宝塔、高幢、高山及礼拜的人们、守护陀罗尼的魔王、天王，撒土诵经使故亡恶人得生天上等场景。凹形部分的下方主要描述善住天子来世将受的地狱、转野兽身之苦的场景。最下方画面残毁严重。

南壁为《十轮经变》，是敦煌壁画中不多见的一幅，该经详细宣传了地藏菩萨信仰。 在布局上，十轮经变大致可分为四个区域： 一、画面正中主体说法会及其周围画面，中央怯罗堤耶山说法会、佛陀上部雨宝供养、中上层云层中象征地藏菩萨的双手托如意珠、上层十方诸佛赴会、佛陀正下方渴仰菩萨请问、净有天神请问、佛陀左下方绘三弟子代表地藏赴会、佛陀左下角三天女请问； 二、画面西侧中部，绘地藏救苦救难：称地藏名，可以饮食充足、所欲充足、具喜乐心、众病悉除、除众生恶心、解脱牢狱之难、断除癫狂、解除溺水、火焚、坠崖诸难、解脱蛇兽诸害、心境安稳、解脱罗刹之难、满足诸愿、获微妙胜果等画面； 三、画面西侧上方，地藏变化身（部分内容在东侧上部）：地藏有四十四现身，可以化身为三头六臂神坐于须弥座、四臂神坐于须弥座、一倚坐菩萨、一神禅定、一神说话状、一神合十、二神合十面向六臂神、四天王立像；也可以化身为一菩萨说法，一神禅定，一比丘禅定形象；还可以化身为转轮圣王、朴素的站立刹利、裸体步行首陀或毗舍形象；另外还能化身为男、女、神、龙、六臂神（手托日月）、狂奔裸人、狮子、大象、马、牛、鸟、阎罗王、地狱吏、牛头鬼卒、俗人、恶狗、狱卒形象； 四、画面东侧，刹利旃陀罗现智相品（其中象王本生在西侧）：1、末法景象：荒野中，三人打猎；大杂院内，一人肩荷动物尸体，二男人打架、一男子向一女子作揖、屋内一比丘向一女子伸手；一屋内一老人坐于床，前有一人拄杖，后有二侍女，似医治场面，屋顶一比丘乘彩云而来，俯视下方；2、军队出行：军队乘马出征，一骑者在前，一俗人做向导，三裸体人迎接；3、象王施牙本生：二头大象在山的一侧，五比丘在山的另一侧，最前面的比丘引弓待发，大象与比丘之间是一方大榜题（漫漶）；4、国王与罪犯的故事：位于左下角，城墙高耸，城内殿宇中有许多人在活动（画面有三十多人），城门外一人骑马，有华盖；5、旃陀罗恼乱说法师：位于主体说法会下方，一法师坐高座，二比丘二居士为一组，坐于两侧，前方站立一人，袒露半胸，面向法师说话状；6、榨油之罪：二女似在制作某物；7、解脱菩萨、声闻之系缚的功德，斋僧、燃灯、造房、医治病人、诵经、建塔（二处）。 最底下漫漶不清，有部分地仗层已经脱落。