莫高窟今存吐蕃时期开凿的洞窟40多个。这一时期的莫高窟石窟艺术与唐前期，特别是盛唐的艺术有着不可分割的联系，但在洞窟形制、窟内彩塑和壁画艺术上又有自己的特点。
　　吐蕃时期的洞窟形制主要有3种，最常见的为继承盛唐遗制的殿堂式；另一种为涅槃窟，平面呈横长方形，盝形顶，正壁下为通壁宽的佛床，佛床上塑卧佛，第158窟是吐蕃时期最大的涅槃窟；还有一种为隧道窟，平面也大体呈横长方形，圆券顶，正壁下修佛床，佛床后凿通与人等高的隧道，供善男信女们右旋念经礼佛，这也是一种大型洞窟。吐蕃时期洞窟的修造十分考究，窟顶华丽，四壁方整，盝顶帐形龛以及佛床、壶门等无不严整精巧。
　　吐蕃时期莫高窟彩塑的内容与唐前期基本相同，为释迦牟尼佛像，三世佛、七世佛像及由佛与弟子、菩萨、天王、力士等胁侍组合而成的群像。在吐蕃时期众多的彩塑中，第158窟的涅槃像成就最高。这尊涅槃像长达15米多，右胁而卧，躯体比例适度，着通肩袈裟，衣纹随身体的起伏自然变化，圆润流畅。释迦头部的塑造尤为成功，面相丰腴，眉慈目善，嘴角微含笑意，神态安详平和，绝无凡人临终前的痛苦悲哀，而是自若如睡，充分展示了涅槃境界的玄妙。佛的祥和与背后壁画中情态各异的举哀弟子们的悲痛欲绝正成鲜明对比，足以代表敦煌《涅槃变》的最高水平。
　　吐蕃时期莫高窟壁画的种类与唐前期差别不大，可约略分为佛像画、经变画、瑞像画、装饰图案、供养人像5大部分。
　　佛像画中一个突出的特点是随着西藏佛教的传入，出现了许多密教神像，如不空绢索观音、如意轮观音、千手千眼观音、千手千钵文殊等，造型刻板，严格规仿佛经，新意创见极少。
　　吐蕃时期的壁画仍以经变画为主，与唐前期相比，新开窟壁画中最突出的变化是经变数量的增多和屏风画的大量出现。一般每壁之上都画有2～4幅经变，甚至更多，壁面下部又配有12～14幅屏风画。壁面布局紧凑是为了适应经变题材增多的需要。吐蕃时期除继续描画唐前期已出现的经变，还增画了7种新经变，即《天请问经变》、《金刚经变》、《报恩经变》、《金光明经变》、《华严经变》、《楞伽经变》和《思益梵天所问经变》。这7种经变的出现与天台宗判教之后中原地区佛教宗派林立，进而影响边地密切相关。说明当时敦煌佛教与内地佛教界联系广泛。可以很快地反映内地佛教的变化，以适应本地信徒的不同思想状况和信仰需要。
　　在延续前期题材的壁画中，具体绘画内容也发生了一些变化，最明显者莫过《维摩诘经变》中维摩诘帐下的各国王子群像已演变成了吐蕃赞普礼佛图。画中赞普形体高大，头戴红毡高冠，身穿左衽长袍，束带佩剑，前后有奴婢武士护从，赞普位居队列之首，其他各族王子均退居次要位置，成为赞普的陪衬。这正是吐蕃占领沙州这一政治事件在敦煌艺术上的反映，也是今日学者们研究藏史的宝贵资料。
　　吐蕃时期的经变画不仅着重描绘佛、菩萨、弟子们的形神体态，对其他人物的描绘也非常精致细腻。如第112窟南壁《观无量寿佛经变》中，反弹琵琶的天宫伎乐的形象就是莫高窟同类造型中最优美的一身。画中天宫伎乐面相丰润，修眉细目，樱口朱唇，神情专注自然，体态婀娜轻盈，服饰鲜丽飘洒，琵琶置于身后，两臂上举反弹，右脚高抬，和拍腾挪，舞乐相济，优美至极。
　　瑞像图是吐蕃统治晚期新出现的题材。这种瑞像图图绘佛教神迹，原本传自异域，却与我国传统的祥瑞谶纬学说有某种精神上的契合，因而不仅外域的瑞像图在敦煌壁画中多次出现，同时还增加了一些中国的灵瑞故事。如第231等窟中的番禾县圣容像就是依据广泛流传于河西地区的刘萨诃神异故事绘制的，宣称刘萨诃(法名慧达)曾在番禾县御山预言该地将会有佛像涌出，像完好与否可兆示当地的祸福吉凶等。吐蕃统治时期莫高窟壁画中类似的瑞像图的种类与数量都不少，这与当时佛教感应思想流行有关；相应的，敦煌文书中也保存有很多佛教感应故事。
　　吐蕃占领时期莫高窟装饰图案中最出色的是石榴卷草纹的描绘。这种纹样将石榴树变形为卷草，舒卷自如，可随需要延长，能长达数丈，甚至绕窟一匝，既富于变化，又有很好的整体效果。
　　供养人像中最引人注目的变化是高僧像的出现，和僧像形体的高大。如第158窟门侧就画有近2米高的僧侣像4身，并书榜题云“大蕃管内三学法师持钵僧宜”等，其他各窟的供养人像中也多有僧侣，并居供养人之首，说明吐蕃统治时期僧人的地位很高，已广泛参与了社会生活的各方面，拥有相当的经济实力和社会地位。
　　吐蕃统治时期，河西走廊西部的政治中心是瓜州，因而这一时期敦煌石窟艺术的成就除体现于沙州莫高窟外，在瓜州境内的榆林窟及其他几处石窟群中也有反映。
　　敦煌石窟这一概念原本就有广狭之分。狭义的敦煌石窟即指莫高窟；广义的敦煌石窟则泛指古敦煌郡境内的所有石窟，除莫高窟外还应包括：
　　西千佛洞，位于今敦煌城西南35公里处的党河岸壁上，因莫高窟又称千佛洞，此石窟群居莫高窟之西而得名。西千佛洞的开凿时代与莫高窟相近，现尚残存北魏、西魏、北周、隋、唐、五代、宋、回鹘、元、清、民国等时期修建或改建的洞窟22个，但损毁严重，内中所存彩塑、壁画数量不多。
　　榆林窟，又名万佛峡，位于安西县城西南70公里处的踏实乡境内，开凿在榆林河峡谷两岸的断崖上。约始凿于北魏，但大规模营造活动则盛行于唐代，特别是吐蕃时期。现尚保存有北魏、西魏、隋、唐、五代、宋、回鹘、西夏、元、清、民国时期的大量绘、塑作品，尤以吐蕃时期兴建的第25窟，和西夏时修造的第2和第3窟的艺术价值最高。
　　东千佛洞，位于安西县桥子乡南35公里处的峡谷河床两岸，是西夏和西夏以后开凿的一个以表现密宗内容为主的石窟寺，现存有塑像和壁画的洞窟8个，主要反映了西夏、元、清3个历史时期的石窟艺术。
　　水峡口下洞子石窟，位于安西县城南50公里的榆林河下游。现存有壁画的五代、宋、西夏、近代窟共8个，但损毁严重。
　　五个庙石窟，位于今肃北蒙古族自治县城北20公里处的狼湾，约始凿于北朝，现存较完整的4窟中还保存有不少五代、宋、西夏、元等时期的壁画。
　　一个庙石窟，位于今肃北蒙古族自治县城北约20公里处党河东岸的吊吊水沟北面的断崖上。约始凿于北朝或隋末唐初，现存两窟中尚残存有曹氏归义军时期的壁画、供养人题记，和民国时期的绘画与游人题记。
　　昌马石窟，位于玉门市玉门镇东南90公里处的祁连山麓，现尚存窟龛11个，其中4窟还存有造像及壁画，为北凉至西夏时期作品。
　　上述各窟群中，保存有较多吐蕃时期艺术作品的主要是榆林窟第25窟。该窟位于榆林河(又名踏实河)东岸崖壁中部，分前后室，前室和甬道都已经五代重修重画。其前室平面呈横长方形，甬道长而宽阔，主室平面则为方形，顶部为覆斗藻井，今已坍毁。主室中部设方形佛床，上面的塑像也已经损毁，今存吐蕃时期的艺术品主要是主室四壁的壁画。其西壁门两侧为《文殊变》、《普贤变》，南壁为《观无量寿佛经变》，北壁为《弥勒下生成佛经变》，东壁为《八大菩萨曼荼罗》。该窟主题是宣扬大乘净土思想。南北两壁的布局安排与莫高窟唐前期同类窟相同，东壁的《八大菩萨曼荼罗》是密宗图像，八大菩萨现存4身，为文殊、弥勒、地藏、虚空藏菩萨，主尊为菩萨装结禅定印，这类密教图像的出现与西藏佛教在河西地区的传播密切相关。
　　第25窟壁画中每每为人们称道的传神之作是西壁文殊、普贤变中两个昆仑奴的形象。昆仑奴是菩萨的随从眷属，其职责是司御文殊、普贤的坐骑。文殊的坐骑为青狮，勇猛好动，灵活敏捷，瞠目张口，奋蹄前行，御狮的昆仑奴不得不叉开双腿，倾身向前，又伸开两臂，头向后倾，用力拉拽缰绳，以减慢雄狮的行速。相对的昆仑奴所面对的却是另一番景象，普贤的坐骑白象身躯庞大，温顺驰缓，俯首垂眼，缓缓迈进，御象的昆仑奴只得侧身扬鞭，怒目推搡，极力想使白象加快速度。两只坐骑性格相反，司御的昆仑奴的神态也就随之迥异。这种成功刻画所取得的艺术成就完全可以和莫高窟壁画中的精品媲美。
　　总起来讲，吐蕃统治时期敦煌石窟艺术的特色主要表现在以下几个方面：
　　其一，题材内容进一步现实化。洞窟形制愈益摹仿汉式宫阙，人物服饰也出现了很多吐蕃装束，并为适应佛教宗派分化的需要而增加了多种经变。同时《举哀图》的成功描绘和《五台山图》随《文殊变》的一画再画也都间接反映了吐蕃贵族奴役下沙州人民的心情，皆是现实化倾向的具体体现。
　　其二，构图布局程式化。吐蕃时期壁画的布局相当稳定，结构严谨得几近刻板拘束，画面内容也越来越多，一味想表现经变画的热闹场面，反而失去了唐前期活泼欢快的格调，有堆砌壅塞之嫌。但新出现的屏风画却是一种较新的构图形式，屏风画内容多与上部经变画相关，所图绘的故事细节与整铺经变相映成趣。
　　其三，艺术表现手法更趋细密清雅。吐蕃时期的艺术家继承唐前期的技法并有所发展，人物刻画更加精致细腻，灵活运用线描表现质感，兰叶描的运用已臻于圆熟。色彩上也更加明快清雅，因交通阻隔，吐蕃时期已无法再像以前那样利用内地运来的颜料，而是要就地取材，大量采用石绿色，故这一时期的壁画多呈现出清淡、典雅的色调，分外柔丽。