石空寺石窟始开凿于唐代，据史书《陇右金石录》、《甘肃新通志》记载：石空寺以寺得名，寺创于唐时，就山行凿石窟、窟内造像皆唐制”，是唐代丝绸之路上一处重要的文化宗教基地，1961年被自治区人民政府公布为重点文物保护单位。

该石窟寺共有石窟13个，自西向东分别为：焰光洞、万佛洞、百子观音洞、老君洞、三清洞、玉皇洞、无量洞、九问无梁洞、财神洞、药王洞、娘娘洞、龙王洞、睡佛洞。其中的九间无梁洞规模最为宏大，是该石窟寺的中心，洞高25 米，深15米，宽13米，内塑88佛，加上菩萨、罗汉、供养人等共有360尊之多。正面有三个大佛龛，正中为一铺五身群像，当中的大坐佛高达五米，为石胎泥塑而成，螺鬓、圆脸、长眉、大眼、双手垂肩、袒胸盘膝，身披红色袈裟，仪态雍容，温和慈祥。胁侍菩萨头戴花冠，颈佩璎珞，袒胸露肩，腕戴钏镯，着贴身长裙，系彩色腰围，面部丰满圆润，鼻子微隆，额下有一条弧线，眉宇间点有红色吉祥痣，妩媚动人，是典型的盛唐风格，后壁为火焰光环。佛龛两侧有彩色壁画，分内外两层，外层绘迦叶渡海等佛经故事。石窟两侧各塑罗汉坐像三排，每排八九尊，形态各异，栩栩如生。窟顶绘有彩色西番莲花图案的藻井，窟底为方砖铺地，窟内宽敞，可容纳二百多人跪拜诵经。 

万佛洞和焰光洞规模也很大，两洞相邻凿于半山腰，洞窟各高5米，深10米，宽6米。万佛洞正面佛龛塑金身释迦坐像，两侧为侍里菩萨，窟顶及两壁贴塑无数小佛，号称万佛。焰光洞左右窟壁各开小型佛龛十个，内塑菩萨坐像，龛下各设供台，塑有小型罗汉坐像几十尊。焰光洞正中佛龛上边塑焰火佛，下边塑地藏菩萨，左右佛龛各塑菩萨坐像，洞窟两侧塑有十殿闫君，型体高大威猛，神态各不相同。窟壁绘有壁画，窟顶也贴塑无数小佛像，但比万佛洞的贴塑小佛略大，两窟中间开有一个小窟，高3米、宽1.5米，内塑百子观音坐像，窟壁塑“娃娃山”，无数天真烂漫的孩童点缀其间。

睡佛洞规模也较大，洞高5米，深10米，宽4米，内塑释迦牟尼像，卧佛身长3.5米，身后侍立16弟子立像，神态肃穆，气氛庄重。洞外建有三间雨棚、起脊飞檐，气势不凡。洞顶建有菩萨殿三间，内塑观音、文殊、普贤三尊菩萨坐像。

其余八个洞窟规模略小，分布于上述几个大洞窟之间，窟内造像、壁画等均为道教内容，表现出与佛教内容迥然不同的艺术风格，两个教派、两种文化在此处相互交融为一体，这在宁夏乃至西北也是不多见的。

中宁寺石窟因年久失修，佛像大多被毁或盗，现正在整修之中。