石窟开凿在木札提河(渭干河)东岸的山崖上。山崖由砾石和砂土沉积而成,结构松散。窟群依地势分布在间隔3公里的谷口和大沟两区,按1984年库车县文物管理所的分区编号,南部的谷口区有32个洞窟,分布在河东岸和几条山谷内，保存较完整的不足10窟。北部窟群分布在木札提河一条支流的附近,洞窟较密集,有80个，保存较完整的不过半数。库木吐拉石窟中，寺院佛堂占比例最大，讲堂和僧房占比例甚小，高僧骨灰堂比较多，并有明显的大小尊卑之分。

　　历史

　　石窟始凿及沿凿年代，无确切记载，据现状考察应属3个不同时期的文化系统：5～8世纪中叶为龟兹系列;7～9世纪是中原汉系洞窟;约9世纪中晚期至10世纪或更晚为回鹘系洞窟(石窟中出现回鹘僧人和回鹘装束的世俗供养人像)。该石窟群明显地反映了不同文化系统共存及其互相影响互相取代的迹象，对研究新疆地区宗教艺术的演变、发展和衰落有重要的价值。

　　18世纪30年代清人谢济世戎幕随笔记载了当时库木吐石窟的情况。19世纪初，徐松《西域水道记》中也有记载。20世纪初，日、德、俄、法等国探险家在新疆活动时曾染指库木吐石窟，清理、挖掘和切割盗走了不少珍贵文物。1949年前后，中国学者曾先后到这里作过调查，但尚未展开全面的考察和研究。中华人民共和国建立后，库木吐石窟归库车县文物管理所管理，1984年归入龟兹石窟研究所。1961年中华人民共和国国务院公布为全国重点文物保护单位。

　　1965年在石窟附近修建渭干河引水枢纽和电站工程。1970年10月竣工蓄水后,32个洞窟被冲毁,占全部的44%，精华洞窟几乎全部破坏。为了保护洞窟，国家3次拨款，1978年修成沉籍围堤，但至今窟内漏水，窟外河道泥沙淤积，河水漫涨，仍对石窟构成威胁，尚待解决。