克孜尔石窟有4个石窟区，正式编号的石窟有236个，大部分塑像都已被毁，还有81窟存有精美壁画，为古代龟兹国的文化遗存。

2014年6月22日，在卡塔尔多哈召开的联合国教科文组织第38届世界遗产委员会会议上，克孜尔石窟作为中国、哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦三国联合申遗的"丝绸之路:长安-天山廊道的路网"中的一处遗址点成功列入《世界遗产名录》。

节日期间，各佛寺都用珍宝锦绮把佛像装饰起来，然后载到彩车上，在城内街道上缓缓而行。上自国王、王后、贵胄、大臣，下至庶民百姓，都脱掉帽子，穿上新衣，赤着双脚，手拿鲜花出门迎接佛像。待佛像驾临，人人顶礼膜拜，个个焚香散花，仪式极为隆重。

据考证，中国古代有名的高僧--鸩摩罗什就出生在这里。他的母亲是龟兹王白纯的妹妹。他7岁出家，9岁跟随母亲到了北天竺，在名僧盘土多达多处学习佛经。12岁时，同母亲一起返回龟兹。龟兹王听说他回来了，亲自远迎，并专门为他造了金狮子座，以大秦锦褥铺之，并请他升座说法。西域各国国王一见他升座，都在他的座侧听讲。

===繁盛期===

再往后到了公元6-7世纪，为其繁盛期，造像普遍采用金粉或金箔敷贴。在此方形窟中因缘画较为突出，建筑上以大型中心柱居多。因缘故事就是记释迦加牟尼成佛后，云游四方，传播佛法，常以因缘故事喻人，就产生了因缘故事，传播因果轮回之说。第8窟的菱格因缘图，上画的是猴子奉蜜于佛，佛云有虫，猴去虫又奉之，又曰太浓，猴就加泉水以稀之，再奉，佛和众弟子饮了，猴很开心，一高兴跌入水坑淹死了，因前身奉过佛，来生生于富贵人家做了富人，此类因缘故事在石窟中有100多种上千幅，但内容较难识辨，其种类数量却属国内罕见。

===衰落期===

最后克孜尔千佛洞衰落于8-9世纪，存在壁画有129、197、135、227、180、229窟，它的衰落可从一些石窟中游人任意在壁上刻划题记等可以看出来，如果僧徒在此修行拜佛，游人是不敢在此胡做非为的，只有废弃了游人才会如此;以及47、107、117窟开在较早但原画被覆盖重画。克孜尔石窟的衰落与战争有关，据克孜尔石窟佛塔下一个断为两截的唐开元三年(715年)纪功碑可知，公元8世纪初，此地曾为大破吐鲁番的一个战场。在克孜尔石窟93窟中刻的一幅攻战图可以看出，此图下部还刻有"来俊俊"三字可能为人名，大约为当时士兵对战事的描述。

克孜尔石窟以其悠久的历史和厚重的文化艺术背景，令人驻足良久，令人浮想联翩。但是，石窟处处满目疮痍，却实在令人心痛，令人惨不忍睹:放置释迦佛的拱型佛龛里空空如也;壁画上所有佛像左半边袈裟均被剥走--因为它是金箔制成的;甚至整壁整壁的壁画被人揭走，只在洞壁上留下斑斑斧凿的痕迹--19世纪末20世纪初，接踵而至的西方探险队从克孜尔石窟劫掠走大量精美的壁画。目前，克孜尔石窟的200多个石窟中，保存着1万多平方米的壁画。但是，在许多西方国家的博物馆、艺术馆，特别是德国的柏林印度艺术博物馆，还陈列着大量的克孜尔石窟壁画--这当然被那些探险队从新疆劫掠而走的。

===外来影响===

克孜尔石窟壁画，既有汉文化的影响，也有对外来文化艺术有选择地巧妙接受，更是古龟兹画师非凡的智慧。他们用粗犷有力的线条，一笔勾画出雄健壮实的骨胳，用赭的色彩，烘染出丰富圆润的肌肤，轻轻一笔画出布置均匀的衣褶，又借助一条飘曳的长带，表现出凌空飞舞自由翱翔的意境，使人一看到那些"飞天"，便有"天衣飞扬，满壁风动"之感。克孜尔千佛洞的"飞天"，同背上生着双翅的古代欧洲的"飞神--安琪儿"相比，在艺术上显得更成熟，更为浪漫。

反映佛教经典的本生故事画，是克孜尔千佛洞的精华，在世界上堪称一绝。它不仅艺术水平高，别具一帜，而且数量也最多。它比敦煌、龙门、云岗3处石窟的总和还要多出一倍，在全世界实属罕见。

这里的壁画不是画在涂白的泥壁上，而是往泥壁上直接作画。既采用了有覆盖的矿物颜料，也使用了透明的颜料。着色方法不但有平涂的烘染，而且有水分在底壁上的晕散。这种具有独特风格的"湿画法"，也称凹凸画法，史学界认为，它是古龟兹国人的一种创造，是绚丽的石窟壁画园地里最鲜艳的一枝花朵。

2019年，中国将投入1000万元用于现知最早的大型佛教石窟寺遗址克孜尔石窟的保护。保护资金主要用于壁画修复、岩体加固、数字化保护、三位测绘等项目，目的是保护好文物安全，努力让文物活起来，加强文物的可利用性。