开凿的年代约在公元四世纪，略晚于克孜尔石窟，大约在公元九世纪逐渐衰败。

森木塞姆，是维语"细水漏漏"的意思。顾名思义，这是从石窟前的这股泪泪流出的溪水而得名的。目前，森木塞姆石窟保存着52个编号的洞窟，其分布范围直径约800米，由于年代久远，窟体破损严重，

至今尚保存原窟体一半以上的洞窟约有19个。

整个森木塞姆石窟群按位置可划为东1南1西1北1中五区。中区土丘上还留有长近80米1两端有高大建筑残迹的地面寺庙遗址。

从建筑上看，森木塞姆石窟群气势雄伟，规模巨大。远望如一幢幢大厦在深山峻岭之中拔地而起，蔚为壮观。森木塞姆石窟可统计窟形的39个窟中，中心柱窟22个(其中包括中心柱正面塑立佛的大像窟4个)，方形窟15个(其中套斗顶窟10个，穹窿顶窟5个)，僧房窟2个(其中禅堂1个)。

石窟壁画

在森木塞姆石窟中，作为洞窟绘塑主体的塑像多已不存，现存壁画题材以因缘、佛传故事为主，人物画多以土红色勾画轮廓，晕染法表现明暗与立体，用色艳丽。晚期洞窟壁画则出现了汉族及回鹘的画风。

现存编号洞窟52个，大多数是礼拜窟，称为佛堂。佛堂内各壁面均有彩色壁画，以描绘释迦牟尼佛为主，题材有佛前世本生故事、佛传、佛游化说法、佛涅盘，还有礼佛、乐舞供养、供养人像和山林景观图案等，大体上是按小乘派经律绘制的。此外，讲堂壁面和窟顶也均绘有壁画。壁画用土红色线勾描轮廓，平涂填色，用晕染法表现明暗与立体。画面人物密集。具有龟兹地区特有的艺术风格，同时也明显受到中亚与印度艺术的影响。

突出特点

较突出的特点是，是期佛本生故事多选用猕猴有关题材，如猕猴王舍身救群猴，狮子王舍身救猕猴等。早期多属小乘佛教思想，具有明显龟兹艺术风格。