麦积山石窟开凿于十六国时期的后秦(公元384--417年)，以后南北朝时期的北魏、西魏、北周和隋、唐、宋、元乃至明、清等十几个朝代，都在这里进行了营建。麦积山现存大小窟龛194个，54个位于南崖，140个分布在西崖，除少数窟龛内已空外，共保存了从公元四世纪末到十九世纪约1500年间的泥塑、石雕7200多件，壁画1300多平方米。麦积山石窟与莫高窟、云岗石窟、龙门石窟并称为中国的“四大石窟”。
后秦时期，佛教在关中得到大力传播，麦积山石窟即是此时开凿的。按照时间，石窟的营造大致可分为三个阶段。十六国和南北朝时期是第一阶段，也是石窟开凿的高潮期；隋代、唐代为第二阶段，但现在保存下来的作品已不多；宋代是第三阶段，是麦积山石窟兴建的又一个高峰，并具有较高的艺术水平和一定的地方色彩。由于麦积山岩系红土与砂石构成的砾岩，只能开凿窟龛，不宜造像，所以，这里的塑像都是泥塑。个别石制造像碑是用他处石材移至此地雕成的。泥塑配料讲究，其胎至今保存完好。泥胎外原有彩塑，今已大多剥落了。一些有彩绘者，是通过历代不断补绘而保存下来的。由于千余年来，秦陇地区地质变化不断，许多窟龛已面目全非，但所幸者，由于位于深山中，未遭到大规模的人为破坏，尤其是本世纪初未被外国“探险队”发现，麦积山石窟至今还保存得较为系统。
十六国和南北朝阶段的初期(约公元384－494年)，窟龛多为平面方形、平顶或圆顶，内置三世佛、七佛或千佛，手法近于云岗石窟之昙曜五窟。佛像多为方面大耳，头梳高肉髻，额广平正，眉高目长，硕口微闭，身披偏袒右肩袈裟；菩萨像多为长方面孔，鼻直口方，面含笑容，上身袒露，薄衣贴体。此阶段中期(约公元495－534年)，由于民族融合加剧，开窟造像的艺术手法迅速汉化，且形式日趋多样。窟龛主要为方形，平顶，低坛基，左右各开一龛，并有藻井等装饰。部分窟龛内出现十大弟子形象，并绘有佛教壁画。佛像的面相普遍变长，五官缩小，眉如新月，双目半睁，唇薄且翘，略带微笑，身披通肩袈裟，垂于座前；菩萨面相清秀，满含笑容，身调细长，装束繁褥，衣带飘舞，风姿潇洒。此阶段后期(约公元557－581年)，窟龛的规模和结构趋于宏大，多为崖阁式大窟。窟内造像以七佛为主，周围有弟子、菩萨；造像摆脱了以前秀骨清相的特点，代以敦厚壮实的风格。佛像面相丰满圆润、粗颈宽肩，腹部突出，头梳低平肉髻，衣饰为紧窄通肩大衣或下垂袈裟；菩萨衣饰多变。此阶段的代表性作品为第121、127、4、3、9、85等窟。
隋唐时期，麦积山的开窟造像活动依旧兴盛，但由于自然和人为的原因，现存的作品已不多了，仅有少量的壁画和雕塑。雕塑形象较为拘泥呆板。其代表为第13、14窟等。
至宋代，麦积山石窟的营建又迎来了一个高峰。宋代佛像面相略长而丰润，身姿挺拔有力，眉眼多上撩，别具神彩。宋代窟龛中还出现了大量的罗汉、力士像，虽深沉、激奋，极尽夸张之能事，却使人感觉自然合理，不失真实。各组塑像中，尽管个体的身份、体量等都不尽相同，但却通过手势、动作和神态等因素，有机地结合在一起。此外，这些窟龛中的一些塑像是就前朝塑像加塑而成的，在姿态手印都不改变的情况下，仍然保持了各部分的协调统一，呈现出宋塑的独特风格。这些，都充分显示了宋代工匠对生活的深刻洞察力和高超的艺术水平。宋代石窟及塑像，至今仍保存了很多，比较主要的有第36、90、43、133、165等窟。
南宋以后，开窟造像的活动逐渐转入相对平静的四川地区。麦积山石窟虽仍有零星兴建，但在艺术上已无新鲜之处了。麦积山石窟是中国古代石窟艺术的代表之一，由于保存得相对完整，所以比较生动具体地揭示了佛教雕像、佛教艺术在中国的发展，在中国艺术史上占有重要地位。
