第20窟的外壁坍崩，只見主要造像與禮佛台；北壁造像為坐佛三尊像，兩旁脇侍菩薩只有局部遺跡，東西兩側有立佛，東側立佛保存良好，西側的風化殘泐。整體造像配置，應該與第17、18、19窟一樣，都是三世佛的造像題材，學者以為，曇曜以三世佛與千佛為這16-20窟這五窟的主要造像題材，應該與當時復佛風氣，強調佛法源流傳繼，以及僧人習禪修行需要相關。畫面中見為北壁主尊坐佛及西側壁面。坐佛的頤方面圓，深目高鼻，笑意古樸，著右袒式袈裟、肩披偏衫，衣紋隆起，衣褶成階梯狀，手持禪定印，結跏趺坐；身後有頭身光，內圍雕刻供養天人、坐佛，最外圈有火焰紋。坐佛西側壁面，雕刻飛天、供養天人與弟子，飛天頭戴三花冠，編髮與寶繒垂肩，身軀頎碩，配戴項圈與臂釧，著右袒式裹身袈裟，衣薄透體，飛舞於上；供養天人與飛天的造型相類，除了沒有戴花冠與項圈、臂釧，姿勢也有所不同，立姿合掌捧物，還有跪姿捧物或合掌的不同姿勢；弟子也是著右袒式裹身袈裟，衣薄透體。（編撰/范雅竹）