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早在公元5世纪时，境内的阴山岩画就被北魏地理学家郦道元所发现。他在著名的《水经注》中作了详细的记述。这些记载是世界上对阴山岩画最早的记录。然而在其后的若干世纪里，再没有人去问津。直到本世纪30年代未，中瑞西北科学考察团才发现了几幅岩画。对岩画的全面考察是从1976年开始的。此后，每年都有许多专家、学者和游人到巴盟境内考察和参观，先后共发现岩画1万多幅，其中做过拍照和临摹的岩画有近千幅。这些岩画不仅反映了阴山地区古代居民的信仰、美学观和世界观，同时也揭示了他们的游牧生活状况。
阴山岩画分布非常广泛，最多的地方在乌拉特中旗南部的地里哈日山的黑山上，东西延伸5公里多。仅此一处，岩画就在千幅以上。在地里哈日山东北不远的山南坡和山顶部也有大量岩画和地里哈日山岩画毗连一起，成为一个岩画分布区。地里哈日山西南约8公里的瓦窑沟北山，每隔2至10米或稍远一些便有一处岩画，总数在9百幅以上。其次在蹬口县的北托林沟山地的黑石上，一般2～3米就有一幅岩画，最远间隔不超过10米，其总数在5百幅以上。
最密集的岩画群一个在默勒赫图沟一处迎北的崖壁上，东西约50米、高约20米，约有80个人头像组成。另一个在格和尚德沟中段的一块迎西的石壁上，宽约5米、高约15米，由50个个体画组成。
岩画面积最大的是乌拉特后旗大坝沟口西畔石头上的正方形岩画，面积约400平方米，被列为自治区重点保护文物。
岩画的题材从总体上看，取材于游牧民族的狩猎活动。其中数量最多、凿刻最精的是动物岩画。画中动物有山羊、绵羊、盘羊、羚羊、岩羊、大角鹿、白唇鹿、赤鹿、糜鹿、驼鹿（罕达犴）、狍子、马、骡、驴、驼、牛、野牛、羚牛、狗、龟、野猪、兔、狐狸、蛇、狼、虎、豹等。其次，是狩猎的画面也占有特殊的地位，数量可观，表现了史前民族的社会生活，这是整个岩画中最绚丽的部分。狩猎画中表现了各种各样的猎手、武器、狩猎方式等场面性图像，无论阴山动物岩画独猎或众猎，还是引弓射猎或围捕野兽的画面，通常都表现其最紧张的一刹那，突出猎手对野兽致命处的打击过程，表现猎人获得野兽的强烈愿望。反映出原始人类的文化艺术来源于人类同大自然的斗争这一根本途径。除动物画和狩猎画外，数量上占有较大比例的是放牧画。放牧画大约在青铜器时代晚期产生，并一直延续到元、明、清。虽然时间相距很远，但其内容却大体相近，一般有出牧图、倒场图、一条鞭式和满天星式牧羊图、牧马图等。这些放牧方式在今日的内蒙古草原仍然比较流行。此外，人物舞蹈、车辆及出行、骑士、骑士列队、征战图、穹庐毡帐、人面形、人手足印、兽禽蹄足印、原始数码、图画文字、星图等岩画，以及反映原始宗教的神灵图像，在整个岩画中也占有一定的比例，它们直接反映了原始民族和部落的思想意识和社会生活。特别是几处天体星象岩画，在世界岩画中也是少见的。
阴山岩画的题材和分布地点有一定的规律性：野生动物图像多出现在山巅岩石上；狩猎场面一般在山腰和山顶；神灵头像和天体星象几乎全部磨刻在山沟的垂直立壁或沟边坡岸的巨石上（原始人有神灵居于水流湍急之处思想意识）。这些规律与作画时的社会生活环境，人们的认识水平是相一致的。
阴山岩画的艺术特色质朴、生动，并具有浓厚的生活气息。岩画多以写实为基础，记录了人类童年及各个历史阶段的社会生活。题材来源于自然，来源于生活，再现作者亲身所处的自然环境。在构思、技巧和表现力诸方面，均显示出作者敏锐的观察力、朴实健康的美学观和惊人的艺术才华。阴山岩画并不是对自然原封不动的照搬，作者往往把从生活中捕捉来的形象给予想象性的加工，把表现对象简化到不能再简化的程度，并竭力突出作者的意图，因而使作品非常生动。许多运动物像动感强烈，或引颈长嘶，或回首短呜，或慢步缓行，或四蹄腾跃；有的彼此含怒欲斗，有的相与舔吻亲呢。作者为了强调某一事物，运用夸张、对比和衬托的手法，突出作者表现的中心，如人与动物、动物与动物间斗争的图画，均在构图和比例上往往突出胜利者的形象，因而产生了强烈的艺术效果。
阴山岩画的作画方式主要有敲凿法和磨刻法两种。敲凿法是利用比画面石料硬度高的金属器或石器，在画面上打击成点，点连成画。用敲凿法制成的岩画，线条深浅不一，疏密不均。磨刻法亦称研磨法，用此法做成的岩画，痕深面光，断面成“U”形。此外，还有划刻法，即用金属工具划刻，其划痕细而浅，此类作品多为晚期作品。
岩画中还有颜料岩画，即用石灰和动、植物油调作颜料涂于岩石上的岩画。这类画数量不多，多为近代作品，且与喇嘛教有关。
阴山岩画大体分为四个时代、五个时期：
第一代岩画，是旧石器时代晚期至青铜器时代中期原始氏族部落的岩画。这是岩画的鼎盛时期，数量多，分布广，制作认真。
第二代岩画是春秋时期至两汉时期匈奴人的岩画。
第三代岩画为中世纪岩画。这代岩画又可分为两个时期，即：北朝至唐代突厥人岩画和五代至宋代回鹘、党项人的岩画。突厥人岩画数量较少、内容以表现家畜为主，其中山羊占有突出地位。表现手法有抽象化、图像化的特征；回鹘岩画的突出特点是用铁刃画刻而成，线条细而浅，题材多为仿前代作品，并有少数植物图案和回鹘文字。党项人岩画大都是敲凿而成，做工粗糙但色泽新鲜，多如新作一般，并伴有西夏文字。其艺术特点是形象性很强。
第四代岩画是元代以后蒙古族的作品，称为近代岩画。岩画分敲凿岩画和颜料岩画两种。颜料岩画为蒙古民族所特有，岩画内容除一部分反映生活、生产（如奔马、双峰驼、牧工图等）之外，多数是与喇嘛教有关的图案。
