2002년 서울특별시 유형문화재(현, 유형문화유산)로 지정되었다. 불상 높이 118㎝. 한국미술박물관 소장. 일제강점기에 일본인이 소장하고 있던 불상이었는데, 광복 이후에 종로구 자명사로 옮겨졌다고 한다. 자명사가 철거되면서 도봉구 도봉사로 이전해서 봉안되다가, 현재는 한국미술박물관에 소장되어 있다. 불상의 양손과 몸통의 일부는 보수되었다.
얼굴은 둥글고 갸름한 편으로 머리에는 나발(螺髮)이 촘촘하고 육계는 따로 표현되지 않았다. 백호공은 비어있고 반개(半開)한 눈은 좌우로 길다. 낮은 코와 함께 인중은 두껍게 표현되었고, 입은 작은 편으로 전체적으로 경직된 표정이다. 귀는 크게 제작되어 어깨에 거의 닿아 있고, 목에는 삼도가 있다.
불상은 분할주조법으로 조성되었는데, 측면과 가슴, 목 부분 등에서 도드라져 나온 이음매가 몇 군데 확인된다. 오른쪽 어깨를 드러내고 편단우견식으로 대의(大衣)를 착용했고, 안쪽에 입은 내의와 함께 내의를 묶은 띠 매듭도 표현한 독특한 모습이다. 옷주름은 왼쪽 손목 부분에서 반전되어 접히기도 하고, 무릎 가운데에 부채꼴 모양의 주름도 표현되어 있다. 등 쪽으로 넘긴 옷주름도 부드러운 선으로 표현되었는데, 등 부분은 이음매가 좀 더 도드라지고 주물이 흘러내린 흔적이 있다.
수인은 오른손을 무릎 아래까지 내린 항마촉지인이다. 전체적으로 무릎이 높고 두터운 비례를 보이는데, 둥글고 갸름한 얼굴과 달리 드러난 오른팔 부분이나 몸통 부분은 상대적으로 장대한 느낌이다.
고려 전기에 주로 조성된 철불좌상 가운데 편단우견식 착의법에 내의를 표현한 독특한 불상이다. 이러한 착의법은 평택 만기사 철조여래좌상(보물, 1972년 지정)과 보원사지 출토 고려시대 철조여래좌상의 착의법이 혼합된 경우로, 내의와 띠 매듭까지 표현한 경우는 도봉사 철불좌상이 유일하다. 고려 전기에 조성된 철불들의 양식을 계승해 비슷한 시기에 조성된 것으로 추정된다.