画面描绘苏州西山烟云变化、雨霁烟消的景色。沈周仿南宋书画家米友仁的笔法，描绘峰峦连绵起伏，山间云雾出没，林木层叠，村庄、湖泊、小桥被笼罩在烟霭之中。山石和草木均用水墨点成，浑然一体，不见线条及皴擦的痕迹，显示出画家高超的绘画水平和独到的审美韵味。卷后题跋者都是苏州地区的文人墨客，他们常互邀相聚，饮酒赋诗，切磋画艺，探究学问，他们在诗跋中表达了对《西山雨观图》的赞美，可见该图在明代中后期文人中产生了颇为重要的艺术影响和审美共鸣。