第12窟是一座非常神奇的洞窟，洞窟四壁布满层层叠叠的飞天伎乐，集中展示了当时西凉、龟兹、天竺以及中原地区的各种乐器，共有14种50件之多，营造的是一种香宇天音的佛国境界，它是云冈石窟伎乐雕刻的代表，是研究北魏音乐、舞蹈的圣殿，同时也是研究中外音乐史的最全面的实物资料，故俗称“音乐窟”。
第12窟分前、后室。前室北壁最上层，在一排规模宏大的天宫伎乐列龛中，由东向西依次雕刻着吹指、齐鼓、排箫、琵琶、横笛、筝、琵琶、筚篥、竖箜篌、琴、细腰鼓（束腰鼓）、义觜笛、埙、坦鼓等14位伎乐天，她们姿态优雅，吹奏着佛国音乐；她们的下方雕刻着16位舞姿蹁跹、彩带飞扬的飞天舞伎。她们上下呼应，齐奏共舞，“齐声竞演宫商，和韵皆吟法曲”。
明窗顶部，四飞天轻歌曼舞，嬉戏在一朵盛开的大莲花周围。明窗的四周棱缘作斜坡状，底边刻忍冬纹，上方正中刻坐佛，周围17身伎乐天神或立或跪组成一列乐队。华丽的圆拱形窟门，两端雕刻金翅鸟。门楣分三层，门拱边缘刻10位乾达婆伎乐天神，中层雕9尊坐佛，上层为12位紧那罗歌舞神。他们衣带飘举，缓缓起舞，其中右侧一舞者右手托掌，左手扳住屈膝的右腿，作“跳门槛”的舞姿；左侧二舞者一手托掌、一手叉腰，作“登弓步”的舞姿。佛教石窟中所表现的舞蹈雕刻形象，实际也是人间舞姿的艺术再现。在这儿所见的双飞燕、吸腿跳、倒踢等舞蹈动作，至今仍是戏曲和中国古典舞蹈中的常用动作。
前室东、西两壁呈对称形式，各雕三开间的仿木结构殿宇屋形龛，是典型的中国廊檐式建筑。屋形龛覆有瓦盖庑殿顶，正脊中央为展翅的金翅鸟，两侧为三角火焰、鸱尾和凤鸟。檐下两根八角千佛列柱，把这个大型屋形龛隔成三开间。东壁龛内雕刻交脚弥勒菩萨像和思惟菩萨像，西壁龛内正中雕交脚弥勒佛像，两边为倚坐佛。龛的斗栱为狮子栱，补间铺作为人字栱，栱上为兽面纹，龛檐下为轻盈飘逸的飞天挽臂相互联结，龛饰华丽繁复，极为少见。壁面上层雕刻着《阿育王施土因缘》、《降服火龙》、《降魔成道》、《儒童本生》、《鹿野苑说法》、《四天王奉钵》等大量佛教故事。南壁上部雕有释迦牟尼成道过程中的“四相”，即出家相、苦行相、成道相和初转法轮相。
在长方形八格窟顶上，莲花藻井整齐有序，飞天伎乐环绕四周。在窟顶与四壁相接处有着八身高浮雕逆发夜叉伎乐，这种伎乐飞天为云冈特有，格外引人注目，雕凿之大，实所罕见，身高1.4米，是云冈石窟中最大的乐舞伎雕刻。他们体型健硕，袒露上身，眼眶深凹，眼睛凸圆，或舞或乐，极具异域风格。尤为惊叹的是南壁正中的红裤夜叉，他扭腰耸胯，两脚交叉，双手合掌高举，以两食指相拨击作弹指，似在指挥一场旷世无双的大型佛国音乐盛会。其余乐者各持筚篥、琵琶等乐器演奏，举止轻盈，具有鲜明的北方少数民族性格特点。窟顶藻井四周除了雕刻8位高浮雕夜叉伎乐外，还雕刻着释迦牟尼苦行、神行及大智的故事。
第12窟后室东西宽6.4米，南北进深4.8米，窟高7.1米。顶部藻井纵横枋条之间，雕刻着姿态各异的飞天形象。平棊方格内，雕三头四臂、手持日、月、弓箭的阿修罗王，三头六臂、骑神牛的摩醯首罗天和五头六臂、骑金翅鸟的鸠摩罗天，还有裸露上身、怒发后梳的夜叉像等。
这座“香宇天音”的洞窟，生动活泼地再现了1500年前宫廷雅乐与民间俗乐交流、融合的实况。这些乐舞图像完全是北魏音乐文化的一个缩影，所反映的场景比史书的记载更加真实、准确。
