불주사 관음전에 주존불로 봉안되어 있는 목불상으로, 높이 45㎝, 무릎폭 35㎝이다. 불주사는 백제 의자왕(재위 641∼660) 때 창건된 절이라고 하나 뚜렷한 기록은 전해지지 않고 있다.

머리에는 화려한 ‘산(山)’ 모양의 보관을 쓰고 있으며, 정수리에는 상투 모양의 머리묶음이 높게 솟아 있다. 사각형에 가까운 얼굴은 원만하며 가는 눈, 오똑한 코, 굳게 다문 입 등이 균형있게 표현되었다. 양쪽 귀는 짧은 편이나 목에 3개의 주름이 있어 인자하면서도 근엄한 인상이다.

양 어깨를 감싸고 있는 옷은 주름이 두 팔에서 흘러내려 양쪽 무릎을 덮고 있다. 가슴에는 가로 입혀진 옷의 단이 보이는데 별다른 장식은 없다. 손모양은 양쪽 손을 수평으로 들어 무릎 위에 가볍게 놓아 오른손은 엄지와 중지를 맞대고 손바닥을 밖으로 하고 있고, 왼손은 엄지와 중지를 맞대고 손바닥을 위로 하고 있다.

이 관음보살좌상의 복장에서는 불상발원문과 시주기 등이 발견되었는데, 발원문에 의하면 순치 3년(1647)에 이 불상이 조성되었음을 알 수 있다.

이 목조관음보살좌상은 조성연대가 1647년으로 원만한 얼굴, 당당한 어깨, 안정감 있는 무릎 등 전체적으로 균형미가 있어 조선후기 불상의 편년작으로 귀중한 자료가 되고 있다.