2002년 전라북도 유형문화재(현, 전북특별자치도 유형문화유산)로 지정되었다. 불상은 높이 88㎝, 무릎 폭 65㎝. 아미타여래에서 발견된 백지묵서(白紙墨書)의 조성발원문에는 1666년(현종 7)에 화원(畵員) 회감(懷鑑)과 의현(義玄)이 아매타여래좌상을 제작한 것으로 적혀 있다.
목조여래좌상은 높이가 88㎝인 중형으로, 상체를 곧게 세우고 머리를 앞으로 살짝 내밀고 있다. 머리에는 경계가 불분명한 육계(肉髻)와 뾰족한 나발(螺髮)이 표현되어 있고, 머리 중앙에 반원형의 중간계주(中間髻珠)와 정수리에 윗부분이 둥글고 낮은 원통형의 정상계주(頂上髻珠)가 있다. 타원형의 얼굴에 가늘게 뜬 눈은 눈꼬리가 살짝 올라갔고, 코는 콧날이 곧게 뻗었으며, 입은 은은한 미소를 머금고 있다. 목에는 삼도(三道)가 희미하게 새겨져 있다.
오른쪽 어깨에서 걸친 대의자락이 가슴 위에서 짧게 한 번 접힌 후, 옷자락은 팔꿈치와 복부(腹部)를 지나 왼쪽 어깨로 넘어가고, 대의 안쪽에 오른쪽 어깨를 덮은 편삼과 자연스럽게 접혀 있다. 하반신을 덮은 옷자락은 복부에서 한 가닥의 주름이 길게 펼쳐져 끝부분이 둥글게 마무리되었고, 좌우로 몇 가닥의 주름이 펼쳐져 있다. 왼쪽 무릎에 늘어진 소매 자락은 둥글고 짧게 늘어져 있다. 대의 안쪽에 입은 승각기(僧脚崎)는 상단을 완만한 곡선으로 처리하고 대각선으로 접었다. 불상 뒷면의 대의 처리는 목둘레에 끝단을 두르고, 왼쪽 어깨에 앞에서 넘어온 대의 자락이 길게 늘어져 있다.
수인은 양손을 배 높이까지 올리고 엄지와 중지를 맞댄 통인(通印)을 취하고 있다. 이와 같은 수인은 조선 후기에 제작된 석가불을 제외한 여래상과 보살상이 취하고 있다.
수화승으로 참여한 회감은 17세기 전 · 중반에 활동한 인균(印均, 仁均)의 계보에 속하는 조각승이다. 회감이 만든 불상은 전남 강진 무위사 목조지장보살삼존상과 시왕상(1661년), 강원 평창 상원사 목조문수보살좌상(1661년), 전북 군산 불지사 목조아미타여래좌상(1666년) 등이다. 회감이 만든 불상들은 얼굴형이나 이목구비(耳目口鼻)에서 풍기는 인상, 신체 비율, 착의법 등이 유사하다.
불주사 목조아미타여래좌상은 제작 시기, 조성자 등을 명확히 알 수 있어 조선 후기 불교조각사에서 기준 작품이 될 수 있다. 특히 회감이 만든 불상은 17세기 중반을 대표하는 인균과 그 계보 조각승의 활동과 불상 양식 변천 연구에 중요한 단서를 제공한다.