石空寺石窟位于镇原县城关镇金龙村茹河南岸300米处石崖上，东临郭堡子沟口，南依石佛湾山，西接工业园区，北临耕地。石窟分布区东西长约300米，南北宽约50米，开凿在离地面8米高的峻峭红砂岩上，始建于宋代，明代中期至清代乾隆时期一直沿用。石窟依山体崖面开凿两个大龛和十多个小洞窟，当地俗称“石佛湾”。小洞窟原造像已无，两大龛局部有塌损，造像基本完好。东、西两龛相距3米，中间有甬道通行。东面1、2号大龛为摩崖大龛，其余7个小窟较低，均平面长方形，有窟门。

第1龛（东龛）平面呈半圆形，高8.5、宽12米，内有石胎彩绘一佛二弟子二菩萨立像五身。立佛高4.7米，面型丰圆，粗眉，鼻隆起，螺髻，通肩大衣，袒胸，下着长裙。菩萨高3.1米，高发髻，面部圆润，目微闭，嘴半开，双手合十于胸前，后代敷泥重修。

第2龛（西龛）平面略呈马蹄形，高8、宽12米，内有石胎彩绘五佛及四身胁侍菩萨，皆立像。立佛均高4.7米，袒胸，闭目合嘴，高螺髻，面型丰圆。菩萨高3米，分立于五佛之间，双手捧物，置于胸前。1、2号龛以石洞相连，洞长3.5、高1.8、宽0.87米。

第2龛东壁嵌清乾隆年间刻《石空寺公地碑记》，记载：“昉于大宋之国，延及隆庆之年”。西龛较多地保留了宋代雕塑风格。东龛残损严重。两窟龛西侧还有菩萨殿（3号窟）、僧房（4号窟）、送子宫（5号窟）、三教宫（6号窟）、灵官殿（7号窟）、伽蓝殿（8号窟）等，窟内原造像已毁。1993年，甘肃省人民政府公布石空寺石窟为第五批省级文物保护单位，2013年3月国务院公布石空寺石窟为第七批全国重点文物保护单位。