세로 298㎝, 가로 329㎝ 크기의 비단 바탕에 채색으로 석가모니불, 약사불, 미타불의 모임을 함께 그렸다. 2011년 8월 26일에 전라남도 유형문화재(현, 유형문화유산)로 지정되었다.
중앙에 편단우견에 항마촉지인을 한 석가모니불, 향우측에 설법인에 약함을 든 약사불, 향좌측에 설법인을 한 아미타불을 중심으로 여덟 보살이 협시했는데 연꽃을 든 문수, 보현보살과 머리에 해와 달을 인 일광, 월광보살, 그리고 백의를 입고 정병을 든 관음보살, 보주에 육환장을 든 지장보살 등이 확인된다.
십대제자가 모두 나왔고 비파를 든 동방지국천(東方指國天), 칼을 든 남방증장천(南方增長天), 용과 여의주를 잡은 서방광목천(西方廣目天), 탑과 창을 든 북방다문천(北方多聞天)은 화면 네 귀퉁이에서 불보살을 호위하고 있다. 이 외에 팔금강에서 하나, 팔부중에서 하나를 등장시켜 방대한 성중들을 간단명료하게 압축하였다.
석가모니불을 다른 두 불보다 크게 해서 공간 구성이 좋고 성중들의 간격도 여유있어 답답하지 않다. 색은 녹색과 붉은 색을 기본으로 청색이 군데 군데 들어갔으며, 이외에 황색 등도 쓰였다. 채색은 고르게 잘 되었고, 문양은 섬세하며 성중들의 상호도 위엄이 있으면서 밝고 환하다.
정조가 즉위한 다음 해, 유서깊은 불갑사에서 완성한 우수한 삼세불도이다. 괘불을 제외하고 한 폭으로 그려진 삼세불도로 가장 연대가 올라가는 작품이며, 이후 한 폭으로 그리는 삼세불도의 모범이 되었다.