郡北面修筑长城，敦煌西面设置玉门关、阳关，并征召大量中原士兵在此戍边和屯田。两关设立后，敦煌成为汉王朝和西域往来出入的西大门。与此同时，汉王朝还对敦煌采取了开发边疆的措施，即从内地向人口稀少的河西走廊和敦煌移民。移民给敦煌带来了中原先进的农耕和灌溉技术，以及以儒家思想为主的汉文化，改变了当地的游牧经济和文化。
公元前6世纪至前5世纪，释迦牟尼（公元前565—前486）在古印度创建了佛教。原始佛教没有偶像崇拜，没有佛教造像艺术。约公元前1世纪，印度大乘佛教发展起来，掀起了神化佛陀的造神运动，将佛陀变成神圣偶像。出于大乘佛教的需要，还出现了许多佛和菩萨的偶像。公元前1世纪末，贵霜王朝在印度西北部（今巴基斯坦）兴起。早在公元前334年希腊马其顿国王亚历山大东征时期，就曾经占领过这个地区，并使该地区濡染了希腊文化。贵霜王朝受希腊文化的影响，逐渐在印度西北部的犍陀罗（今巴基斯坦白沙瓦地区）和北部的马图拉，首创了受希腊文化影响的犍陀罗和马图拉佛教艺术，这两种佛教艺术对中国北方地区石窟寺的佛教艺术产生了较大的影响。
关于佛教的传入，中国古籍中有很多记载，学术界一般认为其在西汉末、东汉初传入中国。南梁慧皎《高僧传·摄摩腾传》中记载了“汉明感梦，遣使求法”的故事。汉明帝梦见一个金人，便召集群臣来释梦，其中一位无所不知的大臣告诉他，这是西方的“佛”，汉明帝就派遣蔡愔等人前往天竺寻访佛法。蔡愔一行行至今阿富汗一带时，恰逢摄摩腾尊者与竺法兰尊者从天竺国东来，于是蔡愔邀请两位尊者来大汉朝弘扬佛法。两位印度高僧和东汉使者一起，用白马驮载大量佛经和佛像回到了洛阳。后来，为纪念白马驮经，汉明帝敕令在洛阳西雍门外三里御道北修建了僧院，取名“白马寺”。这是关于佛教艺术传入最早的记载。西域地区的于阗（今和田）、龟兹（今库车）、疏勒（今喀什）、鄯善等地都保存有约公元3—4世纪的早期佛教遗迹和遗物。在今内蒙古、山东、江苏、四川等地，也发现了许多东汉魏晋时期的佛教艺术遗迹和遗物。
莫高窟创建于公元366年，迄至14世纪，其间连续建造时间达千年之久。莫高窟是世界上现存规模最大、保存最完好的佛教石窟艺术圣地，至今在1700米长的断崖上保存了735个洞窟（包括南区和北区），45000平方米壁画，2000多身彩塑。此外，1900年在莫高窟藏经洞出土了公元4—11世纪初的50000多件文献和艺
