根据开凿年代的先后顺序，云冈石窟可分为三期，即文成帝时代的昙曜五窟、孝文帝时的二期石窟，以及迁都洛阳后所凿的三期石窟。
依照1987年云冈石窟文物保管所的编号，年代最早的昙曜五窟即16到20窟，这些洞窟为马蹄形穹隆顶，内部宽敞，主佛占去广大面积，佛像则融合了西域和印度风格。其中以20窟的露天大佛最著名，这尊大佛高12.7米，面形丰圆，薄唇高鼻，神情肃穆，背部的火焰纹和坐佛、飞天等浮雕十分华美，将主佛衬托得刚健雄浑，被视为云冈的象征。
2窟及5到13窟为第二期石窟，特色是窟门呈方形，且两室相连，主佛居中，洞壁、洞顶布满佛传、本生等故事雕刻。这一阶段的石窟造像融合各种风格，不仅数量多，且样式复杂，雕饰繁丽，为云冈石窟全盛时期的代表。其中在5、6窟串连成的双窟前，还有清朝顺治八年所建的四间五层木构楼阁，上覆琉璃瓦顶，颇为壮观：5窟内有一尊高17米的大佛，堪称云冈众佛之最。21到45窟为三期石窟，开凿于孝文帝迁都洛阳后，多为不成组的中小窟，或补刻在前期窟面和崖面上的小龛。此时出现了长颈、削肩、身姿飘逸的佛陀造型，称为“秀骨清像”。
1500多年来，云冈石窟受到自然侵蚀及人为破坏，大部分的洞窟损坏严重，如今仅剩16个洞窟可对外开放，亟待大规模地整修及维护。
3.昙曜五窟
昙曜五窟属第一期石窟，开凿于北魏文成帝时期(公元460～465年)。这五窟皆为马蹄形，穹隆顶，主像高约10米，占据窟内主要位置。根据主像和石窟布局，可将五窟分为两组，即以三世佛—过去、现在、未来佛—为主像的18、19、20窟为一组；16、17窟为另一组，17窟的主像为交脚弥勒菩萨，16窟则是单一释迦立像。
这一时期的佛像特色有高肉髻，画相鲤圆，鼻梁高隆，眉眼细长，蓄八字胡，身躯壮硕；服饰或右袒，或通肩，与敦煌莫高窟及麦积山、炳灵寺早期造像相似。菩萨像则圆脸、短身、裸上身，佩项圈、短璎珞和蛇形饰物，头戴宝冠，衣带翻飞;接近龟兹壁画中的菩萨造型。造像上的衣纹雕刻通常较浅，用以表现体态变化，但也有雕刻厚重者，例如20窟主佛，它反映了犍陀罗即今天巴基斯坦和阿富汗西部一带的造像和中亚牧区的服饰特点；18窟造像的衣着轻薄贴体，衣纹紧密，则是印度恒河流域一带的特色。18窟东壁弟子像头部为圆雕，高50厘米，身体为高浮雕，神态各异，形姿不一。菩萨头戴莲花纹三珠冠，中刻坐佛，冠下束发垂肩,面相姣美，眉眼细长，鼻梁隆起，薄唇含笑，可惜多处严重剥蚀。19窟主像是三世像，窟中的释迦坐像，高16.8米，是云冈石窟中的第二大像。窟外东西凿出两个耳洞，各雕一尊8米高的坐像。
20窟的窟前带大约在辽代以前已崩塌，造像完全露天。立像是三大佛，正中的释迦坐像高13.7米，这个坐像面部丰满，两肩宽厚，造型雄伟，气魄浑厚，为云冈石窟雕刻艺术的代表作。
4.二期石窟
