位于刘家峡水库上游，永靖县西南寺沟峡黄河北岸。在南北长2公里的陡峭峻险的红砂岩悬崖上，石窟神龛鳞次栉比，栈道凌空，雄伟壮观，是甘肃三大石窟、我国五大石窟之一。

炳灵寺最早称“唐述窟”，是羌语“鬼窟”之意，唐代称“龙兴寺”，北宋称“灵岩寺”，明永乐年后，称“炳灵寺”，又名“冰灵寺”。炳灵藏语为“笨郎”，即“十万佛”之意。远在十六国时期，鲜卑族乞伏氏曾在枹罕建立西秦政权（公元385－431年），统治达47年之久。

炳灵寺石窟，始建于西秦建弘元年（公元420年），从十六国时代起，历经北魏、北周、隋、唐、宋、元、明各代，已有1600多年的历史。西秦建都临夏期间，国王御驾亲临石窟，挥毫题词，真迹尚存于岩壁之上。自公元420年凿窟起到宋代，石窟对汉传佛教、净土宗、华严宗和禅宗的影响较大，元末明初，藏传佛教中的黄派（格鲁派）传入炳灵寺。

炳灵寺石窟在承袭前代民间艺术的基础上，吸收和融合外来佛教艺术，以崭新的姿态、简洁的手法，创造了生动的雕塑形象和绘画艺术，其浮雕佛塔和密宗壁画可与莫高窟和麦积山石窟齐名。

石窟分上寺、洞沟、下寺三处，以下寺最为壮观。它们分布在长200米，高60米的悬崖上。炳灵寺石窟现存窟龛196个，石雕像694身，泥塑82身，壁画900多平方米。最大的唐代弥勒坐佛高达27米，最小的雕像高10厘米。其中，西秦开凿的有2窟1龛，北魏开凿的有8窟25龛，北周的有2窟，隋代的2窟，唐代的有20窟113龛。

唐代作品艺术成就最高，当时僧人达到3000多人。该窟中的西秦建弘元年（公元420年）名僧法显的墨书题记，是国内石窟中保留最早的纪年题纪，对全国其他古老石窟的断代提供了标识，具有十分重要的历史价值。

窟龛造像和壁画以169号自然窟大坐佛以及崖面中所有的众多中小型窟龛构成主体。169号窟古称唐述窟，现称“天桥洞”，高15米、深8米、宽20米，为已知我国开凿最早、保存最好的洞窟。窟内有佛龛、石雕、石胎泥塑三类造型。171龛，位于石窟悬崖上，有唐代石胎泥塑的弥勒佛大坐像一尊，依山雕凿，高达27米，雄浑庄严。窟中西秦《文殊菩萨问疾图》，是我国目前所见时代最早的一幅维诘经变图。原16号窟，现归位在石窟群对面睡佛殿内，长8.6米的泥塑炳灵寺卧佛，是我国现存北魏时期的唯一一尊卧佛，具有非常重要的研究价值。高25厘米的唐代侍女造像，是我国现存石窟像中最为珍贵的一尊，充分体现了盛唐风貌。

炳灵寺入口处悬崖旁边伫立着峻峭的姊妹峰，周围有鸳鸯洞、药水泉等胜境，山青水秀，峰险石奇。