观音寺壁画的线描技法，娴熟地采用了中国传统的兰叶描、铁线描、钉头鼠尾描等，各尊菩萨的服饰根据各自在教内的不同象征，在线描技法选用上相当灵活自如，比如圆觉菩萨，是采用兰叶描勾勒，以显其圆润亲和之特色;再比如普觉菩萨，则采用铁线描勾勒，以突出其凝重行愿的特征。菩萨们身上所披之雪白细纱，皆用珍珠粉勾勒纱纹线条，精心描绘出蛛丝般微妙的衣饰细节，具有轻薄透明、如沐春风的质感，令人叹为观止。而大幅画面则以朱砂、石绿为主，并运用沥粉贴金，既庄重富丽，又灵动酣畅，俨然一派曹衣出水、吴带当风的大家风范，无怪乎成为国之瑰宝，惊世绝伦。
壁画色调柔和，壁画中所绘菩萨像，身材匀称，脸庞圆润，凤目低垂，樱唇微闭，不仅画出了菩萨的丰润饱满，也表现了菩萨的温存慈祥。特别是左壁最后一幅"文殊菩萨"画像，笔法尤为精细，连文殊菩萨所披薄纱上的雪花图案，也画得笔笔精到，将丝织品特有的质感表现得淋漓尽致。
所有形像中堪称极至的，则是右壁第二铺最后一幅"清净慧菩萨"。清净慧菩萨在佛教中象征着清净圆明的深妙智慧，在这幅壁画中，菩萨手执玄色如意，慧目微开，双足如意自在趺坐，肌肤以珍珠粉晕染，璎珞宝饰全身，整个画面宁静自在，吉祥安谧，于袅袅生风的衣带裙裾中，透出一股纤尘不染的清净智慧之气，令人叹为观止，专家称她是比达·芬奇的杰作早36年的"东方蒙娜丽莎"。
佛龛背后绘有"香山全堂"佛教故事画，壁画面积共94平方米，菩萨画像均为坐式，高一米八;二十四诸天均高一米五，飞天高90至100厘米。
观音殿为明代单檐歇山式屋顶，面阔五间，气宇不凡，占地面积333平方米。观音寺就是以这座建于明成化五年(1469)的观音殿而得名。殿门上悬挂三块清代光绪年间的匾额，从左至右依次是:无上正觉、慈云普荫、正法在住。
殿内石砌佛台上为观音乘独角兽像，两旁文殊、普贤菩萨结跏趺坐于莲台上，各高五米。这三尊塑于明成化十一年的菩萨头戴宝冠，身披璎珞，面容丰腴，肌肉圆润，服饰典雅，神态端庄。
背屏中的奇花瑞草，灵禽异兽，八宝图案，色彩鲜艳夺目。两侧木龛内的四十六尊罗汉像，形态各异，细腻传神，充满了浓厚的生活气息，使人百看不厌，流连忘返。
左右两壁塑五百罗汉，其中26尊，各高近两米，分坐两边莲台。形象逼真，神态各异，惟妙惟肖，性格特征明显，塑像为明成化年间塑造。殿中还有石刻香炉三座，上刻有"大明正德二年造"的题款，刻工十分精美。
飘海观音像是一幅巨幅深浮雕像。被著名美学家王朝闻誉为"东方维纳斯"的飘海观音脚踏鳌鱼出没在惊涛骇浪之中，背塑四川峨眉山、浙江普陀山和山西五台山全景，乘驾各色水兽的众佛弟子错落有致地分布在飘海观音四周，紧密地和飘海这一情节相互呼应。鳌鱼的头和尾隐现在浪花之中，波涛汹涌，气势磅礴，充分显示出浪漫的神话色彩和浓郁的生活韵味。
在这一组绝妙的浮雕中，古代艺术大师大胆地使用了"之"型的雕塑手法，不仅丰富了构图，而且增强了观音的稳定性，这是一种艺术创新。
这些明代壁画和塑像，在内容和形式、重点和一般、主要和次要诸方面上，达到了高度的和谐与统一，而且还注意了形神变化，体现了人物的内在感情，这在我国现存的佛教造像艺术上是比较少见的，具有极高的艺术价值和文物价值，被全国一流的文物专家称为"文物精品中的精品"。
