1987년 보물로 지정되었다. 높이 236㎝, 두께 10∼12㎝, 너비 226㎝. 남장사 보광전 목각아미타여래설법상은 철조비로자나불좌상의 후불탱으로 봉안된 작품이다. 불화와 불상의 성격을 동시에 가지는 특수성 때문에 목각탱이라고도 불리운다. 아미타를 주제로 한 목각탱이 걸린 보광전은 원래 무량전으로 아미타를 봉안한 도량이었으나, 현재는 편액명이나 주존불의 도상에서 화엄사상을 기반으로 하고 있다. 「남장사보광전중건여단청기(南長寺普光殿重建與丹靑記)」를 통해 1891년 중건 불사가 있었음이 밝혀졌다. 이 목각아미타여래설법상의 조성과 관련된 기록은 없지만, 1675년 조성된 문경 대승사 목각아미타여래설법상과 구도와 형식, 조각 기법 등이 유사하여 제작 시기는 17세기 말에서 18세기 초엽으로 추정된다.
보광전 목각아미타여래설법상은 중심부를 이루는 7매의 장방형 판목과 상부 1매를 합친 총 8매의 나무판으로 이루어졌다. 중앙에 본존불인 아미타여래를 배치하고, 상하 4단으로 나뉘어 아래에서부터 사천왕상, 8대보살과 범천·제석천, 10대제자가 좌우 대칭구조를 이루며 나란히 있다. 가장 윗부분은 본존불의 머리에서 뻗쳐나가는 서운과 천개가 장식되었고 그 아래로 조각된 존상들 사이에는 연봉우리, 연잎과 넝쿨들로 구획하며 빈 공간을 메웠는데 연화세계에서 아미타가 설법하는 모습을 극대화시킨 것이다.
아미타여래상은 불꽃무늬가 장식된 배 모양의 광배를 지니고 연화좌 위에 앉아 있으며 머리와 육계의 불분명한 경계, 방형의 큰 얼굴, 변형편단우견식 대의와 꽃잎형으로 주름 잡힌 승각기, 간결한 옷주름 등 전형적인 17세기 불상의 특징을 보인다. 8대보살은 본존을 에워싸듯 가장 가까이에 위치하는데 1단에 2구, 2단에 2구, 3단에 4구씩 배치되었으며 모두 꽃잎처럼 생긴 독특한 광배가 표현되었고 신체 비율, 옷과 얼굴 표현 등이 본존불과 닮았다. 본존의 좌우에 앉아 있는 관음과 대세지보살은 각각 연꽃가지 위에 경합, 버들가지를 들었다. 나머지 보살들도 여의가지나 연봉우리와 같은 지물을 들었는데, 관음과 대세지보살의 옆에 있는 보살 한 구는 합장인을 취하였고 다른 한 구는 보살과 다르게 천의와 복갑을 입고 있어 범천, 제석천으로 추정된다. 보살과 범·제석천의 외곽으로 10대 제자가 합장을 하거나 지팡이, 연봉우리, 여의와 같은 지물을 든 모습이며 무릎을 꿇거나 서 있는 자세를 취하고 있다. 가장 아랫단의 오른쪽에는 보당과 탑을 든 서방 광목천왕, 용과 여의주를 든 남방 증장천왕, 왼쪽에는 장검을 든 동방 지국천왕과 비파를 든 북방 다문천왕을 좌우로 나란히 배치하였다. 이 사천왕들의 표정은 다채로우며 증장천왕과 지국천왕은 투구, 광목천왕과 다문천왕은 보관을 써서 달리 표현되었다.
아미타의 권속으로 등장하는 24구의 존상을 네 단으로 나누어 나란히 배치한 구도와 단신의 신체 비례 그리고 광배와 좌우 일렬로 배치된 사천왕상 등이 1675년의 대승사 목각아미타여래설법상과 비교된다.
조선 후기의 목각탱으로는 상주 남장사 보광전 목각아미타여래설법상 이외에도 1675년에 제작된 문경 대승사 목각아미타여래설법상(보물, 1973년 지정), 1684년에 제작된 예천 용문사 목각아미타여래설법상(보물, 1989년 지정), 17세기 말경에 제작된 서울 경국사 목각아미타여래설법상, 1694년에 제작된 상주 남장사 관음선원 목각아미타여래설법상, 1782년에 제작된 남원 실상사 약수암 목각아미타여래설법상 등이 있다.
남장사 보광전 목각아미타여래설법상은 아미타극락구품도를 조각으로 옮긴 회화이자 조각의 특징을 지닌 목각탱이다. 평면성과 입체감이 공존하는 목각탱은 대부분 조선 후기 경상도 지역에서 조성되었는데, 보광전 목각아미타여래설법상도 그와 같은 맥락으로 제작되었던 독특한 작품으로 우리나라에 7점 정도만 남아 있는 귀중한 자료이다.