北涼第272窟窟頂圓券拱天宮
敦煌佛教文化直接來源於西域，所以在敦煌早期洞窟中，便出現了圓券拱、希臘式柱頭、蔥頭形龕楣等具有西域建築特色的形象。如北涼第272窟窟頂藻井四周天宮建築，由連續的圓券拱組成，而圓券拱建築形式來源於印度。又，北涼第268窟西壁圓券龕下兩側的龕柱，則是愛奧尼卷旋形的希臘式柱頭。北魏第254、257窟等洞窟中心柱的佛龕則是蔥頭形龕楣。
北涼第268窟西壁希臘式龕柱
初唐第323窟北壁《張騫出使西域圖》畫面左上方，張騫等人騎行前進途中，遠方一處城廓在望，城內有西域式佛塔，城門外立二比丘，旁側榜題：「囗大夏時。」表示張騫一行西行至西域大夏國禮拜佛塔的情景。這便是一座西域建築風格的城堡。
初唐第323窟張騫出使西域·西域式城堡
不過，最有特色的是盛唐第217窟南壁《法華經變》（也有學者認為是《佛頂尊勝陀羅尼經變》）中所繪的西域城堡。畫面右上方繪一城廓，城外有一人正引導兩個騎驢之人前往城內，城內有兩人面對一塔合十作禮拜狀。該城之城門、角台頂部均為半圓狀，城中一塔開尖拱形門，頂部亦為半圓狀。梁思成先生對此曾指出：「壁畫中最奇特的一座城是第217窟所見。這座城顯然是西域景色。城門和城內的房屋顯然都是發券構成的，由各城門和城內房屋的半圓形頂以及房屋兩面的券門可以看出。」不論第217窟南壁這幅壁畫是《法華經變》還是《佛頂尊勝陀羅尼經變》，該城堡為西域式建築則是一致肯定的。
盛唐第217窟南壁西域式城堡
特別令人關注的是，在盛唐第217窟南壁《法華經變》畫面中段下半部，竟出現了迥然相異兩種不同建築風格的宅院。畫面左側是漢式住宅，右側是西域式住宅。漢式住宅為瓦頂建築，院牆和門的前面有小山掩映；宅院內有廳堂三間，下有磚砌台基、散水；室內方磚鋪地，內部有床，床後有屏風。室內床上坐著兩位婦女，其中一人懷抱嬰兒；室外一拄杖男子由一女子引導走來，後面跟著一童子。西域式住宅外有高牆和墩台圍護，院中有一圓拱形屋頂的房屋，屋前庭院內置一床，床上坐有三人，其中一人懷抱嬰兒。現在新疆信奉伊斯蘭的少數民族房屋雖然不作拱券形了，但建築中依然還有發券的因素，在室外置床納涼的生活習俗依然還保留著。
盛唐第217窟南壁中西兩式住宅
盛唐第103窟南壁《法華經變》中所繪的西域城堡則與第217窟南壁所繪的城堡有所差異。該城為平台式城門，轉角也是平台式墩台，不過城中之塔的形狀類似。
盛唐第103窟南壁西域城堡
晚唐第237窟西壁龕頂北披《毗沙門天王決海圖》中繪有一座小城堡，其城門道畫作半圓券頂，同時壁畫有榜題：「于闐國舍利弗毗沙門天王決海時。」可見這也是一座西域式建築。
西域式城堡的最大特點是沒有木結構的城樓和角樓，代替它們的是一些筒拱頂，城內的塔頂層也作筒拱頂，塔身和筒拱都開圓券門。這是因為新疆地處大陸中心，少雨少雪，氣候乾燥。南疆一帶缺少木材，城郭村落都集中在天山腳下的一個個綠洲內。這些綠洲由黃土沖積扇形成，黃土取之不盡，所以新疆很早就發展了完全土結構的房屋。克孜爾石窟早期洞窟就普遍採取了筒拱頂的形式。土結構在吐魯番更為發達，一直到現代仍十分盛行，所砌土坯筒拱跨度可以達到3.5米左右。敦煌壁畫中的西域式城堡和房屋形象，正是土結構建築技術的反映。