대한불교조계종 제11교구 본사인 불국사의 말사이다. 주사사(朱砂寺)라고도 한다. 신라 문무왕 때 의상대사(義湘大師)가 창건하여 주암사(朱巖寺)라 하였다. 『신증동국여지승람』에는 이 절의 내력과 관련된 1편의 설화가 전하고 있다.
신라시대의 한 도인(道人)이 이곳에서 신중삼매(神衆三昧)를 얻고, 스스로 말하기를 “적어도 궁녀가 아니면 내 마음을 움직이지 못할 것이다.”라고 하였다. 귀신의 무리들이 이 말을 듣고 궁녀를 훔쳐 새벽에 갔다가 저녁에 돌려보내고 하였는데, 궁녀가 두려워하여 임금에게 아뢰니, 임금이 가서 자는 곳에 붉은 모래로 표시하게 하고 이어 갑사(甲士)에게 명령하여 찾게 하였다. 오랜 수색 끝에 이곳에 이르러서 보니, 단사(丹砂)의 붉은 흔적이 바위 문에 찍혀 있고, 늙은 승려가 바위에 한가로이 앉아 있었다. 임금이 그의 요괴하고 미혹한 행위를 미워하여 용맹한 장졸 수 천명을 보내 죽이고자 하였으나, 그 승려가 마음을 고요히 하고 눈을 감은 채 한번 주문(呪文)을 외우니 수만의 신중(神衆)이 산과 골에 늘어섰으므로 군사들이 두려워 물러갔다. 임금은 그가 이인(異人)임을 알고 궁궐 안에 맞아들여 국사(國師)로 삼았다고 한다. 이 설화에 의하여 절 이름이 주사암이 되었는데, 이 설화는 신인종(神印宗)의 주력(呪力)을 강조하는 점이 두드러진다.
현존당우로는 대웅전을 비롯하여 영산전 · 삼성각 · 종각 · 요사 등이 있고, 국가유산으로는 2007년 경상북도 문화재자료(현, 문화유산자료)로 지정된 경주 주사암 영산전 석조삼존불좌상이 있다.