新疆石窟約開鑿于公元3世紀左右，遺留至今的遺址，主要分布于南疆的拜城、庫車、以及東疆的吐魯番一帶。佛教在新疆興盛延續了千余年，直至公元14世紀才完全被伊斯蘭教所取代，那些燦若星辰般的石窟群落，經歷了被冷落、被荒廢，甚至被盜掘、毀壞，直到新中國成立后，才得到妥善的保護和維修。今天新疆的石窟遺存，由西向東依次有：三仙洞、克孜爾石窟、庫木吐拉石窟、克孜爾孕哈石窟、森木塞姆石窟、瑪扎伯赫石窟、托呼拉克艾肯石窟、柏孜克里克石窟、勝金口石窟、雅爾湖石窟、吐峪溝石窟。此外，還有溫宿縣的吐和拉克石窟、拜城縣的臺臺爾、溫巴什石窟。
　　古印度的佛教大約傳入新疆，開始是以講讀佛經的方式傳播，以后逐漸傳入印度的鑿窟造像技術，以藝術的形式，由西向東弘揚。石窟藝術同佛教的文化思想傳播情況一樣，曾經融進了諸種民族文化的影響，約形成于公元前100年，至公元后300年的所謂鍵陀羅藝術，就是印度佛教與希臘藝術的結合體。這種藝術傳到新疆，很快為聰明、好學的古代新疆人民所接受，并加以改進和創造，與我國傳統的藝術方法結合，形成了具有濃郁地方特色、富麗堂皇的新疆石窟藝術。
　  與印度阿族陀石窟一樣，新疆石窟也都選山寂空遠、溪水中流處，洞山為窟，這與佛經上記載佛祖釋逸牟尼靜坐修行有關，與阿族陀、鍵陀羅，乃至早期印度佛教的山奇藝術比較，新疆石窟藝術自有它獨具的特點。首先是它的窟形建筑及內部結構藝術。新疆石窟由于多選在沉積砂巖的崖壁上鑿建，建造方法得到自然的發展。出現較多的窟形是將古印度的佛塔建筑與新疆的洞窟建筑完美的結合，而形成一種長方形縱券頂，中部用中心柱將洞窟分為前后二室，兩旁開走廊式雨道相聯通的窟形，有人稱此為中心柱式，亦有人稱龜茲式。巧妙地利用前室明亮、高敞，后室陰暗、低窄的特點，表現釋迦佛生前的善行和死后的悲哀情景，加強了藝術效果。其二是藝術表現手段，新疆石窟雕刻，因系礫巖，一般在雕造之初即外加泥塑，施以彩色，因此多為彩塑，也有木雕和個別石雕的。可惜大都沒有留存下來。壁畫藝術卻在新疆石窟中占有突出地位，這些壁畫從佛的誕生，到太子出家以至成佛、降魔、說法、涅磐、分舍利等，都有多方面的描繪。在畫面裝飾上，新疆古代畫師從當地民族傳統形式和審美觀念出發，創造性地運用了菱形方格圖案。每個菱形格內繪一個獨立內容的畫面，中后期的人物造型，也一改明顯的鍵陀羅式，呈現出與中國式合成跡象，并出現當地民族的形像。其三是壁畫繪制技法，新疆石窟壁畫的繪法，采用古代西域流行的暈染法，即凹凸法，結合鐵線描式的輪廓勾勒，二者有機的結合，使畫面明暗相映，富于層次，立體感很強。這種在當地自成體系的繪法，后傳入中原，而成為中原美術領域一個重要的藝術流派。　　
　　石窟是古代佛教僧侶及善男信女活動的場所。其類型一般分為供瞻仰禮佛的支提窟和供僧侶坐禪修行的畢河羅窟還有一種稱為影窟的，是為存放佛教高僧的舍利修建的，一般置于支提窟旁，新疆如克孜爾石窟的早期布局，是將這些不同類型的窟，有規律的組合成一個個單元，每個單元即可能為一座佛寺，稱做僧房的畢河羅窟數量比較多。這在我國內地都是罕見的，它反映了早期佛教傳入時的特點。以壁畫題材而言，宣揚佛前生善行的故事，是新疆石窟壁畫中不僅數量居多，而且是最有生氣、最富變幻的內容。這也有別于敦煌石窟，而成為新疆石窟壁畫的一大特色。　
　　新疆中心柱式石窟的內部布局，一般在進前室的正壁塔柱上開鑿大龕，龕內或塑佛像，或繪佛說法圖，按照佛教徒右旋繞塔禮佛的走法，可從前室穿甬道進入后室。后室內壁亦或塑佛涅磐或繪佛涅梁。滿窟的壁畫安排，是在前室圍繞龕內佛像，左右畫眾弟子聽法，其上繪伎樂和飛天。前室兩壁多以方格為界，畫出佛說法的各式姿態；或不拘形式，畫以說法為中心的佛傳故事。與兩壁相接的天界以上直到窟頂，皆用菱形格區劃，其中多畫單幅的佛本生故事，也有用因緣故事和坐佛來代替。后室則圍繞佛涅磐，正面畫諸弟子舉哀圖，四周繪焚棺圖和八國國王分舍利圖。甬道兩壁一般畫天王像、供養人像，畫面用色多以紅、綠、藍為主，使得滿窟瑰麗多彩、堂皇富麗。上述傳統的佛教內容，往往因地域、時代的不同，而融進了當地的世俗生活情景，如憎侶生活、武士姿態、供養人服飾，還有古代新疆的音樂、歌舞、建筑、農耕、織布、制陶等畫面，壁畫上還留有不同民族的古文字題記。
　　上述石窟寺遺存均為國家級和自治區級重點文物保護單位，正在受到積極有效的保護、修復和利用,新疆石窟藝術無疑為研究我國的佛教發展和新疆地區古代社會及文化藝術、工藝美術的發展史提供了極有價值的形象化資料。