北魏時期，洞窟出現新的形製。主要格局是主室虛分為前後兩部份，前部窟頂為人字坡形，下為殿堂式空間；後部窟頂為平棋頂，頂下空間，中部設中心塔柱，由地麵上抵窟頂；中心塔柱四麵開門，門內塑佛及侍從像（插圖18 莫高窟第254窟中心塔柱窟）。整窟四壁繪千佛或貼壁影塑千佛，有的還在南北兩壁上部開鑿小龕，內塑佛像（插圖19 莫高窟第259窟北壁上部闕形龕）。
壁畫以本生故事為主要題材。僧侶信徒既可在中心柱正麵跪拜供奉，又可圍繞中心柱巡禮瞻拜。這一窟室形製從北魏到北周流行了一百三十多年。
北周、隋、唐以來，主室前部的人字坡頂和後部的平棋頂以及中心塔柱很快被淘汰，代之以覆鬥頂的方形窟室。正麵（西壁）開龕，龕內塑造以主尊（佛像）為中心的群塑；四壁繪經變畫、故事畫，富麗堂皇（插圖20 莫高窟第61窟覆鬥形窟頂）。
五代洞窟的典型形製，是在覆鬥頂的窟室中央偏後設佛壇，佛壇後部修背屏，背屏前塑造以主尊為中心的群塑。使禮佛的信徒與神靈塑像的距離大為縮短，進一步加強了人神親近感（插圖21 莫高窟第98窟中心佛壇（五代））。有些洞窟在窟門外側的上部加修了兼有裝飾性和保護性的木構窟簷（插圖22 莫高窟第427窟北宋木構窟簷）。
研究者認為，北魏、西魏的中心柱窟是印度支提窟（禮拜堂）的借鑒和改造；北周、隋、唐時代的覆鬥頂方形窟可能是借鑒了印度毗訶羅式窟（僧人居室）並融合了中國殿堂式的實用性而化生的新形式；木構窟簷的出現，則是把單純的崖麵鑿洞同木構建築結合起來，使過去窟外為崖壁，而窟內顯示殿堂布局的內向性建築體製，進一步發展為洞外附加木構簷廊，使外部亦呈現殿堂氣局。這樣，外觀與內景得到了統一。這是古代建築對依山鑿洞所進行的因地製宜的美化補救。這樣一來卻引起石窟建築固有體製的一次突破，把莫高窟建築推進到一個前所未有的階段，後來也再沒有突破它而創造出新的形製。這樣看來，木構窟簷的出現，在莫高窟建築藝術史上意義十分重大。
石窟形製上的演變，反映著莫高窟建築史上借鑒融合與改造、創新的發展過程。它既是石窟建築史上演進軌跡的實例，又是洞窟考古斷代排年的重要依據。
莫高窟雕塑
雕塑有廣狹二義。廣義是泛指在窟室中、中心塔柱或窟壁、窟頂和以及洞窟內外塑造的佛、弟子、菩薩、天王、力士、飛天、千佛、鬼怪、獅象、龍虎、藻井等類的圓塑、浮塑和影塑形體。其中，佛、菩薩和佛弟子等是佛徒供奉禮拜的對像；狹義則僅指指佛、菩薩及弟子的塑像。我們這裏所說的雕塑，取其廣義而言之。
窟內雕塑的一般結構是以佛為中心的群塑組合。早期則為單身佛像，稍後，發展為群像，一組少則三身，多則5、7、11身不等（插圖23 莫高窟第322窟主室西壁佛龕內群塑（盛唐作品）），特多者如唐代大曆末期的148窟，主尊為佛涅槃塑像（俗稱臥佛），西壁塑造佛弟子，菩薩、天人、各國王子及佛姨母等舉哀像七十二身。這一組群塑以釋伽涅槃像為中心，共塑造了七十三身人物，是莫高窟最龐大的群塑組合。
莫高窟一千多年間總共塑造了多少塑體難以估計，在千餘年間自然損毀和人為破壞百劫之餘，經過清點，還幸存圓雕2415身，其中基本完好的原作1400餘身，殘缺不全的1000餘身；另有影塑千佛、飛天等1000餘身；此外，還有多種動物、花卉、圖案、門楣裝飾等眾多塑體。
這些塑體，若就形體的大小而論，最大的為第96窟唐證聖元年（公元695年）修造的彌勒倚坐像，高達33米，僅一隻佛腳就有小轎車大小；小的如影塑千佛，不過如人的手掌大小；最小的“善業泥”（模製小泥佛、小泥塔）僅有雞蛋大小，還有一些與實體等高的作品。從塑製材料加以分類，主要是泥塑，泥塑之外，還有石雕、陶塑。從雕塑手法上分類，有圓雕、浮雕、貼壁大泥塑及模具製作的塑體四種。其製作的時代，上起北涼下迄清代，遞係一千多年。塑體形象可分人體形象和物體形象兩大類。人體形象包括佛、菩薩、弟子、力士、飛天、仙道、鬼怪、僧尼、俗人、（王子、臣服、百姓）等；物體形象有龍、蛇、獅、象、虎、豹、禽鳥、山石、樹林、花草、建築體等。