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。