敦煌石窟既是古代藝術的寶庫，也是學術的寶庫。二十世紀初敦煌莫高窟藏經洞的發現，震驚了全世界，有關中國文化和絲綢之路的學術研究由此而改觀。藏經洞中藏着歷時近千年的五萬餘件文書、文物，內容涉及政治、經濟、軍事、歷史、哲學、宗教等。這一重大發現引起了中外學者的研究熱潮，在世界範圍形成一門新興的學科，著名歷史學者陳寅恪首先稱之為敦煌學。

敦煌石窟上千個，最有名的就是藏經洞。敦煌學研究者又把它叫做敦煌石室、鳴沙石室，在莫高窟編號為第17窟，位於大型中心佛壇式洞窟第16窟甬道的北壁。1900年，道士王圓籙僱用了一名師爺在今第16窟甬道設案抄寫經書販賣。師爺發現牆縫深無盡頭，用手敲擊，若聞中空之聲，二人破壁而入，滿窟文物蔚為大觀，重見天日。

敦煌遺書，大部分是寫本，刻印本不多，按內容性質可分為宗教典籍、官私文書、中國四部書（經史子集）和非漢文文書四大類。新發現的材料大大豐富了中國史料，填補了許多歷史記載的空白。文學史料更為突出，有許多新發現的詩詞歌賦，民間俗文學的成就引起了重視，尤其是變文，雖然後來被禁止，但實際上是宋代平話的先驅。保存下來許多語言學和音韻學方面的古籍殘卷，寫本中的俗字、俗語隨處可見，對研究中國語言文字發展演變非常重要。還有一些遺書是用少數民族語言甚至外國文字書寫的，如古藏文、西夏文、于闐文、突厥文、回鶻文等。再如醫書、樂譜、舞譜、棋經、星占、曆算和宗教文獻等等，可謂包羅萬象。藏經洞中敦煌遺畫，總數亦可上千。這些遺畫，現時大部分收藏在國外。有些是壁畫的小樣或粉本（畫稿）；有些題材則未見於壁畫，是敦煌壁畫的豐富和補充。還有些作品是從外地帶來的，體現出敦煌與各地文化藝術相互交流、相互影響的關係。

藏經洞發現不久，吸引了外國探險家的注意。第一個到來的是俄國人奧勃魯切夫，1905年他取走遺書兩大包。接着，1907、1908年，先後來了斯坦因、伯希和，拿走了遺書、遺畫的精華。1910年，清政府下令將洞中文物全部移存京師圖書館，啟運之前，許多卷子被王道士轉移掖藏，運送途中和到達北京館藏之前，官員雁過拔毛，竊取不少。1912年，日本大谷光瑞探險隊的橘瑞超、吉川小一郎，從敦煌王道士手中弄走遺書500卷。俄國人奧登堡1915年到敦煌，也從王道士手中得到遺書、遺畫、彩塑，遺書現藏俄羅斯科學院東方研究所聖彼得堡分所。敦煌寶藏早期遭受如此的劫難，致使文書愈加殘缺、分散。