麥積山石窟保存的壁畫覆蓋了從後秦、北魏至明清各代，與蜚聲國內外的莫高窟壁畫相比也是各有千秋。作為美術諸多表現形式的一種，壁畫是目前所能發現的人類最古老的藝術形式。它能夠再現當時人們的雕塑、繪畫、建築水平和藝術文化造詣，是古代人民生活的真實寫照，因此具有極高的研究價值。雖然自20世紀70年代甚至更早就開始了對石窟壁畫的搶救和維護，但是由於種種不可抗拒因素以及人為破壞，麥積山的石窟壁畫仍然面臨着許多嚴峻的問題。
壁畫保護面臨的問題
麥積山石窟壁畫保護過程中遇到的問題主要由不可抗拒因素(包括氣候環境、地質構造等)和可抗拒因素(包括人為破壞、保護措施不當等)引起。想要解決壁畫保護中出現的問題，首先就要對問題本身有正確的認識。
(一)可抗拒因素引起的問題
1.二氧化碳對壁畫的侵蝕
麥積山石窟的年平均客流量相對同為四大石窟之一的敦煌莫高窟來説要少得多，但是在旅遊黃金週期間，遊客扎堆現象特別突出。大量遊客呼吸釋放的二氧化碳久而久之會對壁畫起到破壞的作用。
曾有人做過這樣的實驗：讓40位遊客在莫高窟中滯留37分鐘，結果洞窟內空氣温度升高了4℃，相對濕度增加了10%。研究結果表明，這些人在這段時間呼出的氣體使窟內的二氧化碳和濕氣含量迅速增高。而要使這些空氣散盡，則需6個小時。毋庸置疑，高温與潮濕正是壁畫保存的天敵，乾燥與低温才是石窟壁畫保護的有利條件。
2.保護措施不夠完善
20世紀70年代中期，麥積山石窟實施了山體加固工程。工程投入300萬元，歷時7年，1984年竣工。這項工程對麥積山山體的表面噴護了約10釐米厚的水泥保護層，該措施對於麥積山石窟的保護起到了很大的作用。但是這項工程結束後卻給麥積山石窟留下了一些隱患。原來，在加固以前，它的表面存在許多出水點。經過時間的沉澱，山體內部水分的蒸發與流動已經形成了基本固定的路線。但噴護在山體表層的水泥卻將這些出水點完全封閉起來，於是在局部位置改變了水路， 從而導致了原來能從山體自然排出的地表水被迫滯留在山體內，產生了地表水迴流現象，加大了洞窟內的滲水面積，水分在洞窟內再次蒸發後，又對壁畫顏色層、泥層產生了極大危害。
3.資金技術不配套
麥積山石窟文物保護工程的啟動，資金與技術是不可或缺的必要條件。然而雖然被譽為中國四大石窟之一，但是麥積山全年門票收入不過400多萬。在這一部分收入中，除去景區的日常維護與基礎設施建設以外，事實上已經所剩無幾。可用於補充作為文物保護經費的資金更是少得可憐。依靠國家撥款，從申請到批示，再到資金到位，又需要一定的時間。目前也沒有掌握對壁畫保護行之有效且資金投入少的方法。壁畫保護的方法主要包括原址保護和揭取保護，但是要做好原址保護和揭取保護，都需要大量的資金作為支撐。
(二)不可抗拒因素引起的問題
1.滲水問題
談到麥積山石窟壁畫面臨的問題，就無法避免滲水這一話題。畢竟滲水問題是目前石窟遭受的最嚴重的問題之一。滲水在牆壁上引起了明顯的水線，部分壁畫受潮黴變，滲水嚴重的時候甚至洞窟內直接滴水。這對壁畫的損害十分嚴重。
引起滲水的原因是多方面的。麥積山石窟地處秦嶺山脈西端林區的邊緣地帶。該地區年降水豐富，氣候潮濕。對於壁畫的保存非常不利。而且麥積山石窟周邊森林覆蓋率高，水汽不易蒸發，常年潮濕。
2.氣候相對濕度大
壁畫保護的理想自然條件應該是乾燥、低温的環境，但是麥積山石窟卻位於有“隴上小江南”之稱的天水。該地區年降雨量約為800毫米以上，相對濕度平均70%以上，這給大部分石窟為露天敞口大龕的麥積山石窟帶來了保護難題。石窟牆基常年濕度大，導致石窟大量磚塊、土坯逐漸風化酥鬆，地基下陷，壁畫斷裂等。
3.動物對壁畫的危害
由於自然環境條件優越，麥積山周邊成了很多動物理想的棲息地。鳥類與老鼠等的糞便在麥積山石窟隨處可見，糞便中含有的化學物質對於壁畫造成了很大危害。