上世纪80年代，考古学家在峡谷南部陡峭的石壁上无意中发现有两排方形石孔。
有趣的是，这些石孔沿着山崖在河道上方一字排开，像是要把人引出山谷。
国家文物局古建筑专家组组长罗哲文先生长期从事中国古建筑的研究工作，他从这些石孔的排列方式推断，这是木材的插孔，这很可能是一条古栈道的遗迹。为了能通过绝壁运输物资，古人在悬崖上开凿石孔，然后将横梁插入其中，再用木板铺平，就建成了一条在山崖上通行的栈道。罗哲文认为，悬空寺的横梁也是插入了类似这样的石孔，起到支撑作用。
从悬空寺现存的横梁来看，横梁的直径和这些石孔十分吻合。据测量，这些石孔的深度都在一米左右，因此有人推算，石孔的深度再加上横梁露出来的一米，悬空寺横梁的长度可能只有两米。但悬空寺楼阁的重量远远超过栈道上木板的重量，两米长的横梁能支撑起巨大的楼阁吗？
罗哲文认为，悬空寺下方的横梁长度肯定不止两米，目前横梁露在外面的一米只是它本身的一小部分，大部分的横梁隐藏在山崖里。如果这些横梁只有两米，那么整个楼阁早就已经跌下深渊！
为什么楼阁下方的立木不能移动，难道有何特殊作用？
专家们在对横梁进一步调查时发现，栈道下方的立木可以晃动，没有支撑的作用，但在楼阁下方的立木却完全不同，这些立木正好顶住横梁，几乎无法移动，难道这些立木也起到了支撑的作用吗？
悬空寺最高的建筑三官殿下，共架有22根立木。这些立木上端支撑着横梁，下端牢牢地压在岩石上。正是这些立木和横梁共同构成了一个有力的支撑体系，保证了楼阁的悬空和行人在走廊上的安全通行。罗哲文在多年的研究中发现，这种横梁加立木的支撑方式，在古代建筑中应用十分广泛。
中国古代的工匠很早就已掌握了这一技术，在皇宫、都城、桥梁、民居中大量应用。但要在恒山这样一个悬崖绝壁之上建筑寺庙，几乎超越任何人的想像。所以悬空寺一建成，就被视为一个奇迹。
悬空寺上现存最早的三尊石佛大约是西元500年的北魏时期雕刻的，因此悬空寺至少已经有1500年的历史。对于今人而言，1500年前的工匠既没有炸药，又没有今天复杂的施工机械，他们是如何在石壁上开凿石孔的呢？
专家们推断，当年的工匠仅凭一些简单的铁制工具，就足以开凿出用于放置横梁的27个石孔。如今当年古栈道的横梁已不复存在，但这些石孔打凿的痕迹却还清晰可见。
古人是怎样将横梁牢牢地插入石洞呢，而且历经千年不腐？
上个世纪90年代，文物保护部门试图更换部分悬空寺的横梁，却发现无法将横梁从石孔中拔出，费尽周折之后，专家们发现，所有的横梁被做过独特的处理，插入石孔的一端打上了楔子，打入洞内，楔子会撑开横梁，牢牢卡在石壁上。
它的作用类似今天的膨胀螺栓，打的越深，固定的就越紧密。
众所周知，木头有一定寿命期限，会腐蚀。悬空寺毕竟是1500多年前建造的，这些木质是否已经发生了一些变化呢？据寺内一块清同治年间的石碑记载，悬空寺木结构的维修最近一次据今已有140多年，虽然这些横梁已经开裂，却没有腐朽。横梁经得起百年风雨侵蚀的关键，在于经过了一道特殊的处理。
北京民间艺术家协会会员赵思敬说："悬空寺的木头用桐油泡过，并且没有虫蚁的腐蚀，这样使它能够1000多年以来仍然坚实地插在岩石上。而且它用的木头是当地产的铁杉木，非常适合于建筑、造船和车辆。
根据寺里石碑的记载，当时工人们首先要把横梁布置完成，然后再在山脚下，利用这些木材，制造出来每一个建筑上使用的木质构件。当把所有的构件都造完之后，把它们搬运到山顶上，到达山顶之后，再用绳索把工人和这些部件都放到山腰，然后工人再把这些部件拼成单独的建筑。当所有个体的建筑都完成之后呢，这个工作还没有结束，还要再铺上栈道，把单个的建筑连接成整体，这样便成了悬空寺。
