平面横长方形帐形顶窟，窟宽8.0米，深4.0米，高4.0米，是西崖三大洞窟之一（另外两个分别是133和135窟）。前壁开门，正、左、右三壁各开一龛，供三佛，其余壁面均绘满壁画，是麦积山石窟壁画最丰富的洞窟。窟内各壁及其窟顶分别绘制了西方净土经变、维摩经变、涅槃经变、地狱变、睒子本生、十善十恶、帝释天出行、七佛等佛经内容。

第254窟建于北魏。洞窟位于莫高窟崖面中层，是莫高窟最早的中心塔柱式洞窟。洞窟前部为人字披顶，人字披南北两端模仿汉式传统木构建筑形式，承托有木质斗拱。在东西两披上浮塑有数条凸起的椽子，椽间饰以手持莲花、忍冬的天人图案。洞窟后部为平顶，中央有方形中心塔柱，连接窟顶和地面。中心柱四面开龛。东向面开一大龛，内塑交脚弥勒佛像，佛两侧原各有胁侍菩萨二身，现南侧残存一身，北侧存二身。龛内火焰纹头光、身光两侧画供养菩萨，其下分别画婆薮仙和鹿头梵志。龛顶画飞天。龛楣饰莲花化生童子，龙形龛梁，两侧塑束帛柱承托。龛上和两侧影塑供养菩萨大多残损，仅存数身。中心塔柱南北西三面均开上下两龛；南北向面上层为阙形龛，内塑交脚弥勒菩萨像；下层为圆拱形龛，内塑禅定佛像。西向面上层为双树龛，下层为圆拱龛，塑像均为结跏趺坐的禅定佛。龛外还塑有胁侍菩萨。在上层龛两侧均有影塑菩萨，但都已被熏黑。中心柱下部即塔柱四面画有药叉像。南北两壁在前部人字披下各开一阙形龛，内塑交脚弥勒菩萨，洞窟后半部的南北两壁上端各开四个圆拱形龛，内塑佛说法像及禅定像各两身，其中南壁四龛中佛像头部均残，北壁尚有两身保存完好。洞窟四壁最上层绕窟一周画天宫伎乐，中段画大量千佛，千佛旁均以榜题标明佛的名号，共计有千佛一千二百三十五身。南北壁的西侧与中心柱相对的位置各画说法图一铺。西壁中央画白衣佛说法图一铺。洞窟前部南北壁中段绘有本生故事和佛传故事，南壁前部阙形龛下绘制了降魔变，紧邻降魔变的西侧，绘本生故事画萨埵舍身饲虎本生。北壁前部阙形龛下绘大幅因缘故事难陀出家因缘，西侧绘尸毗王本生故事。洞窟四壁所绘千佛、说法图和故事画的下方，是一条由方格纹、菱形纹等几何纹样与变形的莲花、缠枝忍冬纹等植物纹样相交而成的一条连续性装饰带，在四壁最下层，即装饰带下方，画有数身药叉像。洞窟东壁门上方，开有一方形明窗。门与窗的南北侧均画千佛。洞窟甬道北壁残存隋代画说法图一铺。

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

该窟没有具体的建窟年代，学者推论建于初唐。分前后两室，前室残，人字披顶；主室（后室）平面呈方形，覆斗形顶。此窟以佛教史迹画为主要题材，塑像经五代、西夏、清重修。窟顶藻井画团花井心，垂幔铺于四披，四披各画千佛。西壁开一平顶敞口方形龛，龛中塑像为清代重塑，共五身，正中为一倚坐像，南北两侧塑弟子和菩萨像各一身，皆立于莲花座上。龛顶画菩提宝盖、二飞天。龛壁浮塑山峦影壁（清修）与龛外南北壁画中山水相连。壁画以青绿山水为景，合理表现出近大远小的透视关系，为盛唐山水画家李思训一派之风格（已变色）。龛上画化佛、云气。龛下西夏画趺坐佛，底层有五代、初唐残画。龛外南北两侧画圭纹边饰。南壁上部画千佛，中部画佛教史迹画，自西向东依次为：1.西晋吴淞江石佛浮江；2.东晋扬都金像出渚；3.隋文帝迎昙延法师入朝，下部画菩萨七身。北壁上部画千佛，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。东壁门上画千佛，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，下西夏画趺坐佛三身，画面以组图形式表现僧人守戒所发种种誓愿，系依据北凉昙无谶译《大盘涅槃经》、南宋宋慧观等译《大盘涅槃经》绘制，部分被美国华尔纳于1924年盗走。甬道顶西夏绘团花图案，南北壁绘供养菩萨各三身。前室西披西夏画团花图案三幅（已毁）。西壁门南西夏画普贤变；门北西夏画文殊变（模糊）。底层有五代画千佛、初唐残画。南北壁上各凿一盝形顶的小窟，南侧为324窟，存西夏残画。北侧为325窟，存西夏画说法图部分。此窟南北壁画佛陀胜迹和佛教史迹画，与东壁两侧的戒律画都占据了本窟最显著的位置，毫无疑问是本窟壁画中的主要题材。这些壁画题材在国内诸石窟的雕刻和壁画中均不多见，莫高窟壁画中所绘也极为罕见。佛教史迹画的出现，是佛教中国化的标志，具有非常高的艺术价值和历史价值。

北壁西起画报恩经变、药师经变各一铺，下屏风画模糊。报恩经变依据《大方便佛报恩经》绘制而成，中部为序品佛说法场面，释迦摩尼佛结跏趺坐在莲花宝座上，众菩萨、弟子及诸天圣众等围绕供养，静听佛法。佛案前为舞乐菩萨。舞乐场面以下画序品中阿南乞食路遇婆罗门子孝养父母故事。其东侧为孝养品须阇提太子本生，西侧是亲近品中的坚誓狮子本生和小比丘为护持正法，独自感化群贼的故事，经变上部宝盖后画山水，以示耆阇崛山，围绕着山水，画论议品中的鹿母夫人故事。画面两上角为论议品，西下角为亲近品，东下角为序品。 药师经变构图与阿弥陀经变十分相似。不同的是药师经变中绘有十二药叉大将。图中药师琉璃光佛居中，左右协侍为日光、月光二菩萨，其余的听法会众列置两旁，俱在中央平台上。前台设乐舞。平台均坐落在水池中，水池周围起殿堂楼阁。建筑宏伟，界画线描完整清晰。

东壁上方绘制有《维摩诘经·香积品》，画面右侧的文殊菩萨稳坐于宝座之上，后有华盖；左侧是维摩诘居士。两者之间则是飘然而至的吉祥天女，周围围绕着众多的听法弟子和世俗人物，其中有一国王形象，身后是熙熙攘攘的随从和官员。

上画天宫伎乐十六身，中画千佛，中央趺坐佛说法图一铺，下南起画九色鹿王本生一铺、须摩提女因缘（前半部）。图下画边饰一条，下药叉一排（模糊）。 九色鹿本生故事画为横卷式连环画，绘八个情节，由左右两端开始，中间结束。画面为：1、溺人落水。2、九色鹿救起溺人调达。3、调达跪地谢恩。4、王后要国王捉鹿。5、调达告密。6、国王率军捉鹿。7、乌鸦叫醒九色鹿。8、九色鹿向国王控诉调达。本生故事是表现释迦牟尼佛在过去世中为菩萨时教化众生，普行六度的种种事迹。此铺故事画依据《佛说九色鹿经》绘制，生动表现了人物的神情和内心活动，突出了这一故事宣扬的因果报应的佛教主旨，对画中马的刻画采用写实与夸张相结合的手法，富于弹力。 西壁北段（和北壁）根据三国时期支谦译《须摩提女经》绘须摩提女故事画，共描绘十四个情节（此壁绘前半部情节1-3）：1、须摩提女闭门卧床和焚香请佛。2、乾荼背锅飞来。3、均头沙弥乘五百花树飞来。

甬道顶部为五代时期绘制的说法图一铺。

南壁壁画分上中下三段绘制，上段绘伎乐飞天十二身，有的演奏乐器，有的凌空飞舞。中段通壁绘制百强盗成佛因缘故事画一铺。描写了官兵征剿、强盗被俘、国王审讯、挖眼逐放、山中受苦、眼睛复明、佛陀说法、出家为僧、深山修行等场面。体现了强盗放下屠刀立地成佛的思想。故事结尾处绘释迦多宝并坐说法图一铺。下开小禅窟四个，龛楣装饰忍冬禽鸟图案。在龛楣之间自东至西穿插宾头卢度跋提长者姊、度恶牛缘、沙弥守戒自杀品和施身闻偈等四个因缘故事画。这几幅故事画的情节与自然环境紧密结合。忍冬花边划分了上层故事画与下层药叉的界限。最下段绘制药叉五身，有的托举，有的挥臂跳跃，有的立掌运气，有的俯首练武。