第十六～二十窟是云冈最早开凿的一组洞窟，因系著名高僧昙曜主持营建，故称“昙曜五窟”。窟制相同，平面呈马蹄形，穹窿顶，窟内造像以三世佛为主，主像雕饰奇伟，冠于一世，分别象征着北魏的五位皇帝。

第十六、十七窟是一组。第十六窟主像为释迦立佛，高13. 5米，波纹状发髻，清秀俊逸。佛像身穿褒衣博带式袈裟，胸前结带下垂，属北魏太和年间推行汉化时的服制。