水帘洞在形似斧劈的试斧山东侧之峭壁上，是一个约50米长，30米高，20米深的拱形自然洞穴。每当雨季，洞顶、洞壁泉水、雨水一齐涌出，洞檐流水如注，恰似珠帘掩门，故得名水帘洞。洞内有四圣宫、观音寺、南殿、菩萨殿等多座建筑，各殿、台、亭、阁依自然岩洞有开有合，错落有致，工艺精巧。其中尤以菩萨殿最为高大华丽。该殿上下两层，下层石壁洞中有一汪清池，清澈见底；上层横匾大书“西山暮雨”四字，内塑当地民间传说中的麻线娘娘；水帘洞的崖面上保存着北魏、隋、唐、元各代的佛教巨幅壁画。整个洞内楼台、泉石、雕塑、画像相辉相映，大有天然布景之趣。