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。

该窟创建于隋，宋、西夏重绘部分壁画，主室为覆斗形顶，南、西、北壁各开一龛，被称为“三龛窟”。主室窟顶为斗四莲花藻井，花饰三兔纹样井心。藻井内岔角绘童子形飞天，外岔绘有翼兽，方井外框饰以忍冬狮子联珠纹。四边垂幔铺于四披。四披绘有大幅的经变场画。各场面间以树石花卉、塔庙寺院、流泉莲池、行云飞花等景物作为分隔。但由于四披画面稠密繁杂，加之变色严重，其中的一些画面识读起来十分困难，因此学术界对该窟四披内容的认识也存在争论，主要分为“法华经变说”和“法华经变与涅槃经变说”。本解说以“法华经变说”为准。西壁开一内外层方口圆券龛，龛内塑一趺坐佛、二弟子、四菩萨。龛外南北两侧上部绘维摩诘经变，南侧是文殊菩萨，北侧是维摩诘，两侧下部各绘五弟子、四菩萨。西壁下部宋代绘供器和供养菩萨。南壁和北壁中央都开一方形浅龛，龛内塑趺坐佛一身、菩萨二身。佛袈裟下摆绘有数个万字符号（“卍”）。龛外四周绘千佛。龛下宋代绘供养菩萨。东壁门上中央绘说法图一铺，说法图下有宋代题愿文题榜一方（模糊），题榜北侧宋代绘世俗男供养人二身，题榜南侧绘宋代世俗女供养人一身（模糊）、比丘尼一身。门南上部隋代绘千佛，下部宋代绘男供养人六身，门沿宋代绘幢幡一个。门北上部隋代绘千佛，下部宋代绘女供养人四身、供养菩萨一身，门沿宋代绘幢幡一个。甬道已被西夏重绘，顶中央绘团花，南、北披绘垂幔，南、北壁绘供养菩萨各二身。前室已被西夏重绘，顶西披残存部分团花图案，底层露出隋代壁画。西壁门上开一小龛，龛内为菩萨、花卉，龛外绘一兰若，门南、北上部各存说法图两铺，说法图下绘供养人，人物形象模糊。南、北壁绘垂幔、项光各一部分，南壁底层露出部分宋绘供养人。

第五七窟南壁中央画一铺说法图，四周画千佛，下部画供养人（大部分已残毁）。说法图为阿弥陀佛说法图，这铺说法图中佛、菩萨、弟子等形象达十五六身，除了主尊佛像和两身大菩萨以及身材较小的天王外，其余的人都仅露出半身或露出头部。中央的菩提宝盖下，阿弥陀佛结跏趺坐，手施无畏印说法，座前设熏炉，左右有双狮守望。观世音、大势至菩萨侍立两侧，弟子及圣众排列身后，金刚力士护卫于前，飞天翱翔于彩云中。两大菩萨均面向观众，左侧观音菩萨头戴化佛冠，项饰璎珞，两手上举，配合着微微低下的头，神态矜持。在观音菩萨后面的三身菩萨虽然只露出头部，但面容秀美，神情各异，特别是靠近佛像的一身菩萨，手托莲花，头微侧，目光向着观众，神态娇媚。说法图中金刚力士身材短小，上身半裸，赤足，手臂和腿肌肉突出，双眼圆瞪，张口欲吼，手持金刚，神态威武。说法图上方菩提树两侧各有一身飞天，他们体态轻盈，随着翻卷的彩云自由地飞下来。此图构图紧凑，人物众多，描绘精致，设色富丽。南壁下部的供养人大约为晚唐所绘，大部分已模糊不清，这两身供养人跪在方毯上，手持香炉，神情虔诚。

主室窟顶藻井绘双龙图案，这两条龙环绕着中央的莲花头相对，尾部相交叉。在方形井心外层，画出一层圆环联珠纹，一层方形二方连续花纹，一层鳞片纹，一层联珠纹，最外层画垂角纹和帏幔铺向四披，从而形成了一个华盖的形状。藻井由于烟熏，已变得模糊，但仍能看出在彩云中一身接着一身迅疾飞行的飞天。他们有的奋力向前，有的回身散花，长裙下露出赤脚，飘带和裙角在清风吹拂下自然飘起，在末端形成尖角。

主室窟顶藻井宋画卷瓣莲花团龙井心，垂幔存于东、南、北三披，底层露出初唐藻井图案及千佛。

主室北壁前部绘有释迦、多宝二佛并坐一铺，后被穿洞所毁，后部千佛中央东侧开内外层龛，忍冬纹龛楣，内层塑二菩萨（均无头），西侧绘说法图一铺。下端表层壁画为宋画供养人，多处底层露出隋代绘画。

东壁门上绘三佛说法图一铺。门北绘无量寿佛一铺，佛陀身著通肩红色袈裟，坐金刚宝座，头光现化佛，背光内飞天飞舞。头顶悬华盖，华盖下有愿文榜题，说法图下绘男供养人十三身，女十四身。门南绘无量寿佛一铺，下有榜题：“无量寿佛”有四协侍菩萨，有的捧莲花，有的手持忍冬供养佛。从现存能辨认的题名看，佛右侧为“无尽意菩萨”“观音菩萨”，左侧为“文殊师利菩萨”和“大势至菩萨”。上部佛弟子，右侧为“阿难像 ”和“舍利弗之像”，左侧为“摩诃迦叶之像”和“目连之像；有的持经卷，有的捧莲花，有的双手合十虔诚供养。说法图下画男供养人十四身，女十三身。东壁底层露出西魏绘药叉。

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”。

主室西壁上部画天宫伎乐十身，以及天宫栏墙和垂幔，中间画千佛，中央内外层龛，内层塑一佛、二弟子，外层塑二菩萨（均无头）。内层龛壁画佛光两侧画二身化生形象。下层为宋代画比丘尼八身，底层露出隋代残画。

西壁开一深龛，佛龛为双层敞口龛，龛内塑像为一铺七身，是一佛二弟子四菩萨（有一身菩萨已毁）。主尊释迦牟尼佛着通肩袈裟，内著僧祇支，头上有螺髻，双目正视前方，面部表情庄严肃穆。袈裟的衣纹自然体贴，并且衣纹的褶襞很浅，采用波浪式的作法，非常写实。迦叶身披袈裟，双手交叠在胸前，两眼凝视前方。阿难身披袈裟，双手合十，神情虔诚，双目下视。龛内南侧的菩萨面相丰圆，他一手托花扬起，一手提净瓶，上身半裸，下着长裙，身体修长而潇洒，璎珞、飘带随身垂下。龛内北侧的菩萨束高髻，头冠已失，面相丰满，双目下视。外层龛北侧菩萨身体修长，衣饰纷繁，神情庄重。内层龛壁画火焰莲花项光、背光，两侧各画一弟子、一飞天，佛光图案较简单，头光大多只画一个圆形光环。 内层龛顶部在佛背光的火焰纹两侧，画出两身散花飞天，内层龛外的龛楣又是外层龛的顶部，龛楣下部为缠枝忍冬、卷瓣莲叶及化生图案，龛楣两侧各画出一身飞天。 内层龛外画出龛梁和龙首龛柱，在龙首后面有一小儿盘腿坐在莲花上，神态天真，双手各持一莲花枝。内层龛外两侧画思惟菩萨各一身，思惟菩萨下各画婆薮仙和鹿头梵志。思惟菩萨头戴三珠宝冠，翘脚坐莲座上，一手支头，一手扶足，头微侧，做出思考的样子，神情动人。婆薮仙满脸胡须，露出一副贪婪的神色，左手持一只鸟，表明他杀生的本性。外层龛南北侧壁上各画菩萨一身。 龛外两侧浮塑龙首龛柱（南侧的已毁）及束帛龛梁。龛沿上部南北两侧画出六身活泼的飞天，一身接着一身向着中间供器相对飞行。飞天上身半裸，着长裙，手托莲花，飞行急速。其中还有两身比丘，身披袈裟，随着飞动的彩云也在飞天的行列中迅疾飞行，与顶部藻井边沿的飞天群遥相呼应。龛外南北两壁上部画佛传故事乘象入胎和夜半逾城。北壁上部画乘象入胎，讲述释迦牟尼的母亲摩耶夫人因梦见菩萨乘六牙白象而怀孕，生下了释迦。画面上菩萨乘象缓缓而行，前有飞天散花，后有月伎演奏音乐，在白象的两根长牙上还站着两个天人也在弹奏乐器。南壁上部画夜半逾城的场面，表现悉达多太子长大成人后见到了人间的生、老、病、死诸苦，一直在思索解脱之道，最后决定出家。画面上太子乘马急速奔驰，马足下四个天人各托一马足乘云升腾而上。龛外北壁下部画菩萨二身，身体修长，足踏莲台，面相丰满，头戴宝冠，并有华丽的头光，璎珞飘带垂于胸前，珠光宝气，富丽堂皇。龛外南壁下部的两身菩萨也站在莲台上，穿着华丽，形态雍容，如右侧这一身菩萨身体略向后倾，面相丰圆，神情庄严。 龛下画供器，两侧画供养菩萨各五身。