上世紀80年代，考古學家在峽谷南部陡峭的石壁上無意中發現有兩排方形石孔。
有趣的是，這些石孔沿著山崖在河道上方一字排開，像是要把人引出山谷。
國家文物局古建築專家組組長羅哲文先生長期從事中國古建築的研究工作，他從這些石孔的排列方式推斷，這是木材的插孔，這很可能是一條古棧道的遺蹟。為了能通過絕壁運輸物資，古人在懸崖上開鑿石孔，然後將橫樑插入其中，再用木板鋪平，就建成了一條在山崖上通行的棧道。羅哲文認為，懸空寺的橫樑也是插入了類似這樣的石孔，起到支撐作用。
從懸空寺現存的橫樑來看，橫樑的直徑和這些石孔十分吻合。據測量，這些石孔的深度都在一米左右，因此有人推算，石孔的深度再加上橫樑露出來的一米，懸空寺橫樑的長度可能只有兩米。但懸空寺樓閣的重量遠遠超過棧道上木板的重量，兩米長的橫樑能支撐起巨大的樓閣嗎？
羅哲文認為，懸空寺下方的橫樑長度肯定不止兩米，目前橫樑露在外面的一米只是它本身的一小部分，大部分的橫樑隱藏在山崖裡。如果這些橫樑只有兩米，那麼整個樓閣早就已經跌下深淵！
為什麼樓閣下方的立木不能移動，難道有何特殊作用？
專家們在對橫樑進一步調查時發現，棧道下方的立木可以晃動，沒有支撐的作用，但在樓閣下方的立木卻完全不同，這些立木正好頂住橫樑，幾乎無法移動，難道這些立木也起到了支撐的作用嗎？
懸空寺最高的建築三官殿下，共架有22根立木。這些立木上端支撐著橫樑，下端牢牢地壓在岩石上。正是這些立木和橫樑共同構成了一個有力的支撐體系，保證了樓閣的懸空和行人在走廊上的安全通行。羅哲文在多年的研究中發現，這種橫樑加立木的支撐方式，在古代建築中應用十分廣泛。
中國古代的工匠很早就已掌握了這一技術，在皇宮、都城、橋樑、民居中大量應用。但要在恆山這樣一個懸崖絕壁之上建築寺廟，幾乎超越任何人的想像。所以懸空寺一建成，就被視為一個奇蹟。
懸空寺上現存最早的三尊石佛大約是西元500年的北魏時期彫刻的，因此懸空寺至少已經有1500年的歷史。對於今人而言，1500年前的工匠既沒有炸藥，又沒有今天複雜的施工機械，他們是如何在石壁上開鑿石孔的呢？
專家們推斷，當年的工匠僅憑一些簡單的鐵製工具，就足以開鑿出用於放置橫樑的27個石孔。如今當年古棧道的橫樑已不復存在，但這些石孔打鑿的痕跡卻還清晰可見。
古人是怎樣將橫樑牢牢地插入石洞呢，而且歷經千年不腐？
上個世紀90年代，文物保護部門試圖更換部分懸空寺的橫樑，卻發現無法將橫樑從石孔中拔出，費盡周折之後，專家們發現，所有的橫樑被做過獨特的處理，插入石孔的一端打上了楔子，打入洞內，楔子會撐開橫樑，牢牢卡在石壁上。
它的作用類似今天的膨脹螺栓，打的越深，固定的就越緊密。
眾所周知，木頭有一定壽命期限，會腐蝕。懸空寺畢竟是1500多年前建造的，這些木質是否已經發生了一些變化呢？據寺內一塊清同治年間的石碑記載，懸空寺木結構的維修最近一次據今已有140多年，雖然這些橫樑已經開裂，卻沒有腐朽。橫樑經得起百年風雨侵蝕的關鍵，在於經過了一道特殊的處理。
北京民間藝術家協會會員趙思敬說："懸空寺的木頭用桐油泡過，並且沒有蟲蟻的腐蝕，這樣使它能夠1000多年以來仍然堅實地插在岩石上。而且它用的木頭是當地產的鐵杉木，非常適合於建築、造船和車輛。
根據寺裡石碑的記載，當時工人們首先要把橫樑佈置完成，然後再在山腳下，利用這些木材，製造出來每一個建築上使用的木質構件。當把所有的構件都造完之後，把它們搬運到山頂上，到達山頂之後，再用繩索把工人和這些部件都放到山腰，然後工人再把這些部件拼成單獨的建築。當所有個體的建築都完成之後呢，這個工作還沒有結束，還要再鋪上棧道，把單個的建築連接成整體，這樣便成了懸空寺。
