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。

西壁龛顶中央画棋格团花，四披存药师佛立像13身、供养菩萨5身。龛内南壁存天王1身、菩萨3身（近代重描），北壁存中唐画天王1身、菩萨2身（近代重描）。龛沿画团花、海石榴卷草边饰。龛外北侧上画地藏1身，下菩萨2身（模糊）。北天王台西、北面存盛唐画男供养人共3身。西龛内南壁有民国时期塑工李氏三兄弟所留题记一则：“陇西伏羌人北乡据城八十里小地名李家川兄弟同胞三人李继渊、承广、绍广敬造”。

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。

东壁门上绘说法图三铺，门南侧为药师说法图。药师佛右手持锡杖，左手托药钵。佛著通肩袈裟，衣纹密集。两侧的菩萨头戴日月宝冠，上身半裸，长裙紧贴身体。佛下方绘供养人两身对坐，中间有愿文榜题一方，部分文字可识读。门沿南北五代画供养菩萨各一身。

主室南壁上部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，后部千佛中东侧开内外层龛，忍冬龛楣，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），西侧画说法图一铺。南壁下层为宋代绘供养比丘、男供养人共九身，底层露出隋代残画。南壁地缝东向面第一身题名为“弟子张子超供养”。

回鹘画药师佛说法图一铺

这是根据《佛说药师如来本愿经》画的巨型壁画，主题为七身药师佛。他们的身边有日光、月光菩萨、还有十二员药叉神将，保护众生免于苦难。在药师佛的前面，中华登楼‘西域灯轮并出，灯火辉煌，展现出规模巨大的舞乐场面。 二十把八人组成的乐队，有不同肤色民族乐工，演奏着中原、西域的乐器。中间的灯楼座下，题有墨书发愿文“贞观十六年岁次壬寅奉为大云/寺律师道弘法师口奉口/……”。这是敦煌初唐壁画中最早的纪年。 画面下部中间，画著名的胡旋舞。北壁东方药师变下部的乐舞场面,用中间的灯楼为界， 分为左右两组，各有一对舞者，东侧素裹白裙，西侧穿锦 衣石榴裙，均在小圆毯上急速旋舞，应该是典型的胡旋舞。两边除乐队外，还画有二菩萨正在燃点树形七层药师灯轮。 灯火辉煌，更增添了歌舞欢乐的气氛，烘托了东方药师净土。这是敦煌壁画中最美妙的乐舞图之一。

右面一对舞伎，正从方向，对称旋转。在两对舞伎的中间是一个大型灯楼，层层向上，灯火通明。根据佛经，供养药师佛必须燃灯。从隋代开始，凡画“药师经变’均绘灯轮。《朝野佥载》中也有，唐代节日表演“踏歌”，在广场上点燃大灯轮，欢舞三日三夜的记载。

药师佛身着大红袈裟立于莲花上，左手托钵于胸前，身旁长幡为五色续命神幡，佛像左胁侍日光菩萨。上部飞天乘云飞翔，姿态生动，披巾腰带当风飘拂，动感强烈。此图是敦煌壁画中最早一幅药师佛说法图，左侧为清代穿洞凿毁。

《药师经》全名《药师琉璃光如来本愿功德经》，是佛陀应文殊师利菩萨要求而开示的净土法门，为佛教中的净土经典之一。它的主要宗教价值在于描绘了东方琉璃净土，宣说了药师如来的本愿功德，是药师佛信仰主要依据的经典。经典中叙说东方琉璃世界是药师佛因地所发十二大愿而证成的，就其主旨来说，是使众生早证菩提；但另一方面，药师佛也注重为众生求得现世的安乐，这与阿弥陀佛的偏向来生安乐不同，故为佛教界将药师法门视为现世众生消灾延寿法门的缘由。又，本经除了表述药师佛的信仰，还对药师佛信仰和阿弥陀佛信仰作了沟通，此为本经另一特色所在