蒙山大佛自双腿下部至颈高约30米。研究者按照双肩宽度18米估计佛像头部高度大约十米左右，即蒙山大佛通高为40米，加上后世重修时增砌的6米高的基座，总高度大约46米。这与史籍的记载有所不同。唐代的《冥报记辑书》记载蒙山开化寺大佛高二百尺。按唐代一尺合现代0.295米，唐代记载中蒙山大佛的高度为59米，比蒙山大佛的实际高度多十几米。一些媒体按现代一尺合0.33米计算，得出蒙山大佛的高度为66米;也有媒体计算为63米;还有媒体称蒙山大佛“通高(大佛站立高度)66米”。这些媒体由此认定，蒙山大佛比55米高的阿富汗巴米扬大佛还要高。甚至有媒体声称，蒙山大佛与乐山大佛、巴米扬大佛齐名，并根据三者的高度关系(认为蒙山大佛高66米)将蒙山大佛称为“世界第二大石佛”。
大佛前的平台上存有面阔三间(约15米)的建筑遗迹，门墩石和地栿尚在，研究者判断建筑年代可能晚于五代。建筑遗迹北面存有一龟趺，碑已失。佛龛西侧壁上存有若干小石洞，是修建佛阁时嵌入梁檩所用。大佛龛外东侧，崖面上还有一块摩崖碑刻和二个洞窟的遗存。摩崖碑刻大约处在大佛胸部的高度上，为长方形，高2.50米，宽1.85米，是预先雕刻成之后嵌在山崖上的，文字已漫漶不清，只能判断出刻的是佛经，无法确知是哪一部经。摩崖碑刻东侧的小窟高、宽都在1米左右，因岩石崩塌，此窟已被破坏。小窟的东边是一平面为方形的大窟，面阔2.97米，进深2.99米，高2.94米，四角攒尖顶。长方形的窟门高1.74米、宽0.97米、深0.52米，门两侧雕有石柱，石柱上雕出栌斗，栌斗之上是雕刻的阑额，阑额的斗栱为一斗三升式，柱间斗栱为人字形叉手。叉手为弧形，向外撇出，尾端微微上翘。结合四角攒尖顶、人字形叉手尾端上翘两个特征，研究者认为此窟可能开凿于北齐。窟内为素壁，并无龛像，属于禅窟，窟内残存有清康熙四十六年的题记。
另据《嘉靖太原县志》载：“法华寺在县西北十五里，北齐天保二年(551年)建，赐额开化，寺后凿石通蹊一里，依山刻佛像，隋仁寿初(601年)建佛阁，改额净明。唐武德三年(620年)李渊自守河东来游于禅之后，复改为开化寺。会昌甲子岁(844年)佛阁废毁，乾宁二年(895年)重修。宋淳化元年(990年)修释迦如来舍利塔二座，塔高二丈。元末(1368年)废毁，只存僧房舍利塔。明洪武十八年(1385年)晋恭王重建。”
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