境内の見どころは、本尊の千手観音だけに留まりません。洞窟内部を進むと、千手観音の右手に「釈迦三尊像」、さらに奥に進むと「薬師三尊像」「阿弥陀三尊像」と続き、合計10体の磨崖仏（すべて国指定重要文化財・特別史跡）が崖面に刻まれています。これほどまとまった規模の磨崖仏群が屋内に保護され、間近に拝観できる環境は日本国内でも唯一無二です。
堂外に出ると、大谷石の巨岩を借景にした手入れの行き届いた日本庭園が広がります。池の中央に祀られているのが「白蛇弁財天」です。弘法大師に調伏されて善神となった白蛇を祀る祠があり、白蛇の頭を撫でると金運や開運のご利益が授かるとされ、参拝者が絶えません。
大谷寺は坂東三十三観音霊場の第19番札所、および東国花の寺百ヶ寺としても有名です。納経所（寺務所）で拝受できる御朱印は、力強い墨書で「千手観世音」と記され、坂東第19番の朱印が押印されます。大谷石の粉末を漉き込んだ特製の大谷寺オリジナル御朱印帳や、白蛇の御守りも高い人気を集めています。
