남산의 북쪽 봉우리인 금오산 정상에서 서쪽으로 내려오는 계곡을 산호곡, 혹은 약수가 난다 하여 약수곡(藥水谷)이라 한다. 삼릉계곡과 용장계곡의 중간쯤이다. 지금은 계곡물이 말라 있는 편이지만, 마애불 뒤편 쓴맛의 약수는 안질 치료에 특효가 있다고 전할만큼 좋다. 마애불은 금오산 자락을 배경으로 고위산 남쪽 능선을 향해 서 있는데, 부처의 시선은 형산강변 내남 들녘을 향한다. 신라말기 경주 정권에 더 이상 기대할 것 없던 시절, 경주의 외곽 내남 사람들이 극락왕생을 기원하며 독자적으로 조성했을 듯싶다. 대마애불을 만나기까지 약수곡을 오르는 길에는 두상 없는 석불과 석탑이 많아 좁은 공간에 지었을 절터들을 상상하게 한다.

마애불은 얼굴 부분을 따로 제작하여 거대한 바위 위에 조합한 형식이다. 지금은 머리 부분이 없어지고, 바위 상단부에 머리 부분을 끼워두었던 구멍과 지지대로 쓰인 돌만 덩그러니 남아 있다. 넓은 어깨부터 둥그런 바위 전면에 법의를 걸친 모습인데, 몸체만 12미터가 넘으니 머리까지 합하면 15미터는 족히 될 것이다. 양어깨에 걸친 통견의는 깊이 3센티미터 내외의 옷주름이 정연하게 돋을무늬로 새겨져 있다. 도식적인 의습 표현으로 신라 후기 양식이다. 그러면서도 수직으로 길게 내린 좌우 소맷자락의 주름과 가슴에서 곡선으로 반복한 옷주름의 리듬감은 햇살을 받으면 탄성을 자아낼 정도로 아름답다. 오른손은 올려 엄지와 중지를 맞대었고, 배앞으로 내려 살짝 구부린 왼손 역시 두 손가락을 마주 대었다. 중품하생의 아미타불 수인으로 보이며, 구부린 손가락의 표현이 사실감 난다. 암벽과 별도로 연결한 양발은 손상되어 있으며, 딱딱한 모양이다. 경주 남산에 있는 마애불 중 규모가 가장 크고, 고려 초기에 유행한 거불의 예고편인 셈이다.