敦煌石窟藝術博大精深，其無可比擬之處即在於壁畫的遺存。中國各地的石窟寺群落，再沒有像敦煌莫高窟、安西榆林窟這樣造窟規模宏偉，形制豐富，內容包羅萬象，彩塑與壁畫爭奇鬥豔、相得益彰的。當然，敦煌石窟畫壁畫，也是由於岩質不宜直接雕刻劃像的緣故。壁畫不受岩質限制，筆鋒之下纖毫畢現，善於靈活地描繪事物的多樣及細節。據統計，僅莫高窟就保存有壁畫四萬五千餘平方米。

敦煌壁畫按內容可分尊像畫、故事畫、經變畫、佛教史蹟畫和供養人畫像等，無非佛畫的品類，但實際卻涉及十分廣闊的領域：人物、山水、花鳥，反映政治、經濟、軍事、科學技術、文化藝術、宗教信仰、中西交通，再現種種生活現實，無異於歷史百科。壁畫創作的年代，起於北朝，終於蒙元，其間經歷隋唐、五代、北宋、西夏等重要的發展時期，本身就是中國繪畫史的縮影。

在河西和敦煌鑿窟之後，都要抹泥灰、塗白粉，把壁面整理得平整光潤，然後繪製壁畫。在牆壁上作畫自然不如紙張絲帛上淋漓酣暢，基本技法採用工筆重彩。作畫首要考慮的是佈局和構圖，也就是古人所謂「經營位置」。畫師面對的不是一張紙，而是洞窟裡的整個空間，先要考慮到總體的內容佈局、壁畫與彩塑的分工及相互配合，然後才能在一塊塊壁面上具體描畫構圖。舉例說，在一座典型的唐代佛龕中，主像彩塑三五七九尊不等，較次要的尊像有時畫在龕壁上，如八大菩薩、十大弟子、天龍八部等，塑像的項光、背光大都在壁上精心彩畫，龕頂則畫寶蓋、化生、飛天、花雨。壁畫的主要造型方法是線描，先勾起稿線，然後着色。歷代使用的顏料有所不同，總計可有四十餘種。敷彩的方法除了平塗還有暈染，並就壁上作畫的特點創造了疊暈技法。敷彩之後，輪廓已不甚清晰，還須再勾勒定稿線，方告完成。