1963년 보물로 지정되었다. 각 상의 높이는 본존불 3.32m, 좌협시보살상 2.45m, 우협시보살상 2.22m이다. 벽도산의 서쪽을 향한 바위에 새겨진 삼존불이나, 두 협시보살과 본존불이 같은 시기에 조각되었는지는 확실하지 않다. 서향의 바위에 새겨졌기 때문에 서방 극락정토의 주인인 아미타불과 관음세지보살의 삼존불이라고 알려졌지만 좌협시보살이 정병을 들고 있는 것 외에는 도상이 정확하게 표현되지 않았다.
암벽에 새긴 일반적인 마애불처럼 본존불의 머리와 상체는 비교적 높은 부조로 새기고 하반신으로 갈수록 조각은 낮은 부조가 되었으며, 옷 주름은 단순한 선각이다. 나발이 없이 민머리에 가까운 육계(肉髻)는 낮고 둥글게 처리되어 신라 하대의 조각과 친연성을 보인다. 사각에 가까운 풍만한 얼굴에 눈두덩이 넓고 부풀어 있으며 굳게 다문 입가에 살짝 미소가 남아 있다. 어깨는 넓고 두툼하며 양감은 강하지 않으나 허리와 다리의 굴곡이 명확하고, 대의가 얇게 신체에 밀착되어 이를 그대로 드러내고 있다. 양 어깨를 덮은 대의는 자연스럽게 흘러내렸고, 넓적다리에서 양쪽으로 갈라져 타원형의 주름을 이뤘다. 오른손은 아래로 내렸고 왼손은 가슴에 들어 엄지와 가운데 손가락을 맞대었으며 발은 옆으로 반듯하게 벌리고 서있다. 원형의 두광과 신광을 따로 처리하고 광배 바깥쪽으로 불꽃무늬를 촘촘하게 새긴 것은 통일신라에 새로 유입된 요소이다.
두 협시보살은 본존불보다 훨씬 낮은 부조이며 얼굴만 약간 입체적일 뿐이다. 신체는 위축되어 보이며, 뻣뻣하게 경직되어 보이고, 얼굴은 서로 유사하다. 양감은 물론 인체의 굴곡도 별로 없으며 천의와 치마는 모두 얇다. 일반적인 삼존불의 협시보살이 대칭적으로 표현되는 것과는 달리 두 팔의 위치와 옷자락 처리에서 차이를 보인다. 좌협시보살이 아래로 내려뜨린 왼손으로 정병을 들고 있어서 주목된다. 이를 관음보살의 도상이라고 볼 수 있으나 머리에 화불(化佛)이 없으며, 반대편의 보살상에도 세지보살의 도상이 보이지 않으므로 각각 관음세지보살로 인정하기 어렵다.
율동 마애여래삼존입상의 본존불은 경주 굴불사지 석조사면불 가운데 서면(西面) 아미타불과 양식적으로 유사성이 있다. 그러나 신체의 굴곡이 더 잘 드러나고, 육계가 둥글고 낮아졌으며 나발이 잘 보이지 않을 뿐더러 광배가 두광(頭光)과 신광(身光)으로 나뉜 점으로 미루어 굴불사지 석조사면불보다 늦은 8세기 후반에 조성된 것으로 판단된다.
8세기 중엽의 대표적인 조각인 경주 굴불사지 석조사면불상의 양식을 계승하고, 광배와 육계 등에서 볼 수 있듯이 새로이 유입된 요소들을 반영한 8세기 후반의 마애불이다. 마애불이지만 재료가 다른 금동불과 양식적 특징을 공유하고 있음을 잘 보여준다.