본존 높이 162㎝, 좌협시보살 90.8㎝, 우협시보살 100㎝. 국립경주박물관 소장. 원래는 경주 남산의 북봉에서 옮겨온 것으로, 현존하는 삼국시대의 석조불상 중에서는 매우 큰 상이며 보존 상태도 좋은 편이다.
본존은 두 다리를 내리고 의자 같은 곳에 걸터앉은 의상(倚像)으로, 인도나 중국의 상에서는 많이 보이는 형식이나 우리 나라의 불상 표현 중에는 드문 자세이다.
머리와 손 부분이 불신에 비하여 큰 편이고, 얼굴의 형태도 크고 둥글어서 조각적인 양감이 비교적 강조되고 있다. 눈은 부은 듯이 튀어나오게 조각되었고, 입가의 미소는 온화한 표정을 보여 준다.
이러한 표현상의 특징들은 7세기 신라의 불상 양식에서 흔히 나타나는 요소로, 예를 들어 경주 배동 석조여래삼존입상(보물, 1963년 지정)에서도 볼 수 있다.
법의는 통견(通肩)으로 몸에 얇게 밀착되어 불신의 굴곡 및 팔·다리의 윤곽이 드러나 보인다. 옷주름 선은 둥글고 도드라지게 표현되었고, 무릎 부분에는 와문형(渦文形 : 소용돌이 모양)으로 처리되는 등 대체로 정돈되고 간략한 조형미를 풍긴다. 이러한 단순하고 정리된 옷주름의 표현은 보살상에서도 재현되고 있다.
좌우의 보살입상은 그 얼굴 모습이 단아하고 복스러워 ‘애기 부처’라고도 불린다. 두 보살상 또한 몸체에 비하여 머리가 큰 편이며, 삼면보관(三面寶冠)을 쓰고 있다. 얼굴은 둥글며 미소를 띠고 있는데, 부은 듯한 눈의 표현이 여래상과 같다.
손의 형태는 서로 달라서 좌협시보살은 오른손에 긴 줄기의 연봉을 가슴 쪽으로 올려 들었고, 왼손은 둥근 지물을 배 근처까지 올려 들고 있다. 우협시보살은 오른손에 무엇인가를 잡고서 배 근처에 대고 있으며, 왼손은 둥근 모양의 지물을 들고 어깨까지 올리고 있다.
천의(天衣)는 양어깨를 덮고 흘러 내려와 가슴에서 한 번 몸에 가로질러 걸쳐지고. 다시 다리 부근에서 U자형으로 늘어지며, 그 끝은 양팔에 감겨 다리 옆으로 길게 늘어지고 있다.
이 보살상들은 한 쪽 무릎만 조금 앞으로 구부리면서 본존상을 향하여 몸을 약간 비틀고 서 있는 자세인데, 삼국시대 말기의 금동보살상에 나타나는 삼굴자세(三屈姿勢 : 한쪽 다리에 무게 중심을 두고 균형을 잡은 자세)의 초기적인 단계로서, 석조조각의 둔중하고 조각적인 보수성을 보여 준다.
이 삼존불상의 자세, 법의와 천의의 처리, 옷주름 선의 조각 수법은 삼국시대의 7세기에 들어서서 나타나는 새로운 불상 양식으로, 중국의 수나라 내지는 당나라 초기 불상의 양식적인 특징이 반영되고 있다.
또한 이 삼존불상의 조성 연대를 ≪삼국유사≫ 권2 기이(奇異) 경덕왕 충담사 표훈대덕조(景德王忠談師表訓大德條)와 생의사석미륵조(生義寺石彌勒條)에 보이는 생의사석미륵상과 관련지어 644년(선덕여왕 13)으로 추정하고 있는데, 이러한 설은 이 석조삼존상의 양식적인 측면에서도 어느 정도 부합하고 있다.