무주 대불리 마애삼면보살좌상은 민주지산의 동남쪽 봉우리인 석기봉 정상부에 있다. 민주지산(岷周之山)은 전북의 최북단에 위치하며, 원래 명칭은 백운산(白雲山)이다. 『신증동국여지승람(新增東國輿地勝覽)』, 《해동지도(海東地圖)》 등의 조선시대 기록에는 백운산에 ‘불두사(佛頭寺)’가 있다고 기록되어 있는데, 이는 백운산 내에 있던 사찰 중 유일하게 이름이 알려진 곳이다. 마애보살상이 있는 곳이 ‘불두사’였는지는 명확히 알 수 없지만, 그 명칭이 이 상의 독특한 형상을 연상시킨다는 점에서 관련성이 엿보인다. 마애보살좌상은 높이 7m 이상이며, 무릎 너비 200㎝에 달하는 거대한 규모이다. 석기봉 정상부에 솟아 있는 거대한 암석 하부의 남서향면에 새겨져 있는데, 바위면은 약 60° 가량의 경사로 기울어져 있다. 상은 10~15㎝ 두께로 고부조되어 있지만, 연화대좌는 이보다 얕은 두께로 조각되었다. 이 상은 목걸이를 착용하고 있는 것으로 보아 보살상으로 추정되는데, 보관을 착용하는 대신에 머리 위에 3개의 불두를 크기순으로 쌓아 올린 독특한 모습이다. 보살상의 원래 얼굴을 포함한 모든 얼굴 모양은 육계나 보관의 표현이 없는 민머리이며, 가장 꼭대기에는 결가부좌하고 있는 좌상의 모습이 있고 그 위에 둥근 장식이 올려져 있다. 거의 원통형에 가까운 모습으로 묘사된 상반신에는 왼쪽 어깨에서 오른쪽 어깨를 가로지르는 선이 음각되어 있는데, 편단우견의 대의이거나 낙액과 같은 보살의 착의 형식을 묘사한 것으로 추정된다. 가슴 앞에 두고 있는 양손은 손가락을 약간 구부리고 있는 모습이지만 상세하지 않으며 크기 또한 신체에 비해 지나치게 작아 비례가 맞지 않는다. 상이 착용하고 있는 목걸이는 넓은 원형 판 형태의 구슬이 연결된 모양을 추상적으로 표현하였다. 이는 13~14세기 티베트 계통의 보살상이 착용하고 있는 것과 유사한 모습이다. 이러한 장신구의 표현과 함께, 괴체적이고 비례가 파괴된 신체 표현, 이색적인 도상, ‘불두사’라는 사명이 조선 전기에 이미 알려져 있었던 점 등으로 보아 이 상은 고려 후기 이후에 조성되었을 것으로 추정된다. 한편, 보살좌상이 새겨진 암반의 아래쪽에는 샘이 있는데, 예로부터 심한 가뭄에도 마르지 않는다고 전해진다. 마애보살상이 새겨진 암반 주변에서 기와편 등의 흔적은 확인되지 않지만, 작은 축대와 제단 같은 시설들이 있어 지속적으로 신앙행위가 이루어지고 있었던 것으로 추정된다. 한편 마애보살상이 새겨진 암반 아래쪽에는 ‘강(岡)’, ‘신영문(申永文)’으로 판독되는 글자들이 새겨져 있다. 마애보살상이 새겨진 암반 좌측면에는 시주자의 명단을 적은 명문곽이 있는데, 끝부분에 ‘갑인(甲寅)’이라는 글자가 있다. 그러나 이러한 명문들이 상의 조성 시기와 직접적인 관련이 있는지는 명확하지 않다. 무주 대불리 마애삼면보살좌상은 마애상으로서는 그 사례가 드문 다면(多面)의 보살상이다. 이 상은 어색한 신체 표현, 추상적인 표현 등 작품성은 뛰어나지 않으나 고려 후기 불상 양식의 지역화와 다양화의 일면을 보여주고 있다는 점에서 중요한 위치를 점한다.