装饰图案主要绘于藻井和平基，还有的画在龛楣、椽间和主体画的边上，它没有什么太大的意义，主要是起装饰作用。所谓“交木为井，画以藻之”“殿屋之有圆泉方井兼施荷花者”称之为藻井，无论是平基和藻井都在中心方井里倒悬一朵大莲花，北魏晚期，藻井变成了华盖。华盖是皇帝和王公大臣们的“伞”。佛教传入我国之后，掺进了我国封建色彩的内容和形式，“设华盖以袍佛国老子”就是其一，它是具有很大的民族特色的装饰形式。
北魏时期的窟顶图案在平顶藻井上都采取方格式，人字坡上则用并列的长方格，上面绘有莲荷纹、忍冬纹，云气纹、火焰纹、星象纹、棋格纹、鸟兽纹等。第249窟还绘有中国神话题材的图案。莲花是我国古老的装饰纹样之一，春秋时期就已经出现了，佛教把莲花作为“净土”的象征，所以佛教艺术在我国兴起后，莲花图案大量出现。
这一时期出现的忍冬纹样最多，古代的匠师们，巧妙地运用反复连续、对称、均衡、多样统一、动静结合等形式美的规律，把三瓣忍冬组成了波状形、圆图形、方形、菱形、心形、龟背形等各种各样的边饰，还把忍冬变为缠枝藤蔓，缀以鸽子、鹦鹉、孔雀、猴子等动物，在上栖歇。
甚至把忍冬与莲花结合起来，组成自由图案，作为伎乐的背景。
这时期的各式图案明显受西域的影响，有劲健和半妍之风，尤其是莲瓣式的龛楣，组织得更为精巧富丽。但佛教艺术在中国又有着极大的民族特色，中外结合，形成了主次分明、形象精练、构图完整、变形巧妙、赋彩明快、朴实厚重的装饰图案。
隋朝时期图案装饰十分丰富，不仅一些菩萨像的服饰上出现了细致的花纹，就连它身后的背光、龛楣及窟顶也有了丰富多彩的图案。藻井更是图案装饰的天地，中间一朵大莲花，四框绘着各种二方连续图案，外缘有飞天散花，再向外是小千佛层层排列，这虽然算是佛像，但在这却是被当做装饰图案来处理的。在藻井接近四壁的地方，一般是由飞天组成的饰带，少数绘着伎乐和菩萨。总之，隋朝时期由于装饰图案的发展，隋朝开凿的洞窟装饰趣味亦愈浓厚。
唐朝的装饰图案更加绚丽多彩，它吸收了波斯、东罗马、中印度的艺术精华，在民族传统的基础上形成了独特的风格，它打破了过去装饰图案灰暗色调的老套，给人一种清新的感觉。有一种广泛使用的卷草纹，正反相间，自由舒卷，富于变化，在卷叶间附以莲花、宝相花、海石榴等，还巧妙地配置孔雀、灵鸟、飞仙、化佛、人首鸟身的伽陵频加等。一条十几米长的边饰绝无重复之处，充分显示了卷草纹的自由伸展性和富于变化性。唐朝时期开凿的洞窟藻井上、窟顶、龛楣、佛的背光画的几乎都是卷草纹。在装饰图案中卷草纹占据了绝对主要的地位，规则的几何纹已经退到次要或从属的地位了。
五代时期基本上继承了唐朝装饰图案的风格，只是由于五代时期供养人像绘制得更加高大，因而，其服饰的花纹图案画得更加仔细了。在技术上出现了洒粉堆金的技法，使得壁画更加辉煌。
北宋、西夏时期的装饰图案仍承袭前代，唯一值得一提的是在藻井里出现了团龙图案。
元朝的服饰图案很少，较为特殊的是由于密宗的发展影响，元朝的装饰图案有的是由藏文咒语和金刚杵等密宗符号组成的。