火燒洞是古陽洞南部規模最大的一所洞窟，相傳被雷火所擊，經考察，洞內造像可能系認為破壞。窟內平面呈略長的馬蹄形，東西長約12．5米，南北長約10米。窟頂近於穹窿形．窟內西壁雕有主尊，為一身結跏趺坐佛，施禅定印。主尊兩側有二弟子、二菩薩夾侍．火燒洞也是龍門石窟中破壞最嚴重的一窟，現西壁的五身大像表面大部分殘損，原形制已基本不清．就連窟頂與四壁也很少有平整的地方．窟門巳殘損，但仍保留有垂帳裝飾的殘流痕跡，這種裝飾不同於其他魏窟。窟門外左右雕有類似於賓陽北洞外的力士像，其中北側力士已殘缺，南側力士身體部分保存完好，頭頂雕出屋檐裝飾。

　　 在窟內西壁大像之間的下部，以及東、北壁下部，部分區域，保存有一些北魏末年開鑿的小龛，尤其以，正光紀年的為最多。到了唐代，對火燒洞進行了大規模的補鑿．在北壁下部，開有三大龛，龛內造像均為一佛、二弟子、二菩薩，其中西部兩龛主尊為倚坐彌勒，下有二護法獅子。在西側一龛外，保留有一身北魏末年雕成的力士，三大龛內平面均呈馬蹄形，穹窿頂，有倒凹字形基壇．在南壁中部最下方，保存有四層供養人行列，從形像來看，有出家僧人，也有世俗人裝束。此外，在南壁東側下部，有一優填王像龛，龛內周壁雕出千佛。龛下，分布有唐代小龛。南壁上部，也有二唐代大龛，內部也雕有千佛．這些龛可能開鑿於唐高宗時期。