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，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。至於該尊立佛與五帝的關係，學者看法出現分歧，有人以為按照曇曜五窟的開窟順序，應該是太祖道武帝；還有根據昭穆宗廟制度，認為是是明元帝或是太武帝；還有學者認為該窟主尊沒有明顯圖像特徵，無法判斷與五帝的對應關係。（編撰/范雅竹）