大佛洞内的佛像为土雕佛，高约10米。佛像的来历传说甚多。据明代《太原府志》记载：“土堂寺在城西北40里刘村。金泰和五年建（1205年），旧名‘净因寺’内有土洞殊高敞，名土堂，有大佛像”，民间有传说始建于汉。寺院坐北面南，四合院布局，有两进院落。这个清幽别致的古刹也是
傅山隐居读书之所。“土堂大佛”或曰“
土堂怪柏”亦为“太原八景”之一。
寺创建年代不详，多说始建于金泰和五年(1205年)，清康熙年间(1662年～1722年)重建。寺分三进院，前院的龙王庙、戏楼已无存。中院现存天王殿、东配殿和大佛阁。大佛阁内为土窑洞，高约11米，宽7米，深26米，洞周砖砌，洞前建单坡重檐歇山顶楼阁，琉璃剪边。上檐双昂斗、补间斗5朵；下檐单昂斗、补间斗五朵；金柱直通上檐。楼上外围置勾栏，扇门。阁内大佛一尊，高9米，结跏趺坐于佛坛上。大佛面目慈祥，袒胸，双肩有披饰，两手叠压，手掌朝上；身后彩绘背光。整个塑像造型庄重丰满，衣纹线条流畅，色泽明快。坛下两侧立有胁侍菩萨两尊，比例适度，为明代遗物。
中院与后院之间，用卡墙和倒座相隔。后院正中有大雄宝殿，东西置配殿。大雄宝殿面阔三间，进深六间，前后有廊，悬山顶，琉璃剪边。单昂斗，明间补间斗2朵，次间补间斗1朵。殿内佛坛上设束腰须弥座，三世佛均结跏趺坐于其上，坛下两旁立有两尊护法金刚像。东配殿为观音殿，面阔三间，进深二间，硬山顶，直棂窗，六抹扇门，内塑观音及
十六罗汉像。西配殿为地藏殿，建筑形式与东配殿相同，内塑地藏菩萨、十殿阎君、判官和小鬼。倒座内有韦驮像。后院各殿塑像均保存完好，但因清代曾予妆绘，明塑风格失去不少。
此时，祥云四起、云雾缭绕、天空中五彩云雾笼罩山顶，后山的山崖上怪柏丛生、枝干飞舞、组成龙凤形。云雾过后，一尊大佛端坐崖畔，而那个樵夫和小牧童也相继坐化。因大佛是从山中塌出，故佛堂的一半还在山崖之中。