하반신을 덮은 대의 끝자락이 S자형을 이루고, 세 번째 자락이 중앙으로 길게 늘어져 끝부분이 납작하게 접혀 있으며, 그 옆으로 파도가 일렁이듯 동일한 형태의 끝자락이 펼쳐져 있다. 왼쪽 측면은 대의자락 한 가닥이 길게 늘어져 Y자형으로 접혀 있다. 소매 자락은 오른쪽 무릎을 완전히 덮을 정도로 넓게 펼쳐지고, 안쪽에 몇 가닥의 주름이 새겨져 있다. 대의 안쪽에 입은 승각기 상단은 넓은 연판문을 중심으로 단정하게 접힌 주름이 좌우 대칭을 이룬다. 이와 동일한 형태를 가진 불상으로는 제작연대가 밝혀지지 않은 북한 지역의 배천 강서사 대웅전 수미단에 봉안된 목조여래좌상과 목조보살좌상이다.

이 목조불상은 손과 손목이 갈라져 있어서 나무로 제작된 것임을 알 수 있다. 목조여래좌상은 머리에 뾰족한 나발과 경계가 불분명한 육계로 표현되고, 육계 밑에는 반원형의 긴 중간계주가 있다. 머리와 나발은 청색으로, 중앙계주의 테두리는 진한 청색으로 칠해져 있다. 계란형의 얼굴에 턱이 약간 뾰족하고, 좁고 오똑한 코와 얇은 입술이 다른 조각승이 만든 불상의 표현과 차이가 난다. 얼굴에 비해 귀가 크고, 목은 원통형으로 긴 편이며, 완만한 형태의 삼도(三道)가 새겨져 있다.

착의법은 석가불로 편삼을 걸치지 않아 오른쪽 손목이 노출되어 있다. 바깥에 걸친 두꺼운 대의는 오른쪽 어깨에서 대의자락 끝단이 가슴까지 U자형으로 늘어지고 그 뒤로 두 겹 접힌 후에 팔꿈치와 복부를 지나 왼쪽 어깨로 넘어간다. 그리고 왼쪽 어깨에서 두 겹으로 접힌 대의자락이 수직으로 흘러내리고, 왼쪽 어깨에 U자형으로 접힌 옷자락이 끝부분에서 뒤쪽으로 삐쳐있다. 조선후기에 제작된 불상의 대부분은 대의자락이 접힌 부분이 측면에 늘어져 있는데, 배천 강서사 목조불상은 앞쪽에 늘어져 있는 것이 특징이다.