국보 38호 경주의 고선사지 3층 석탑은 2층의 기단부, 역계단형 옥개석, 간단한 머리장식만 남아 살포시 위에 얹어져 있는 머리장식, 모서리마다 조각되어 있는 기둥양식, 옆으로 펑퍼짐한 인상 등 비주얼적인 측면에서 국보 37호인 황복사지 3층 석탑과 상당히 비슷한 양식을 띠고 있다. 실제 두 탑은 신라 중대라는 비슷한 시기에 제작되었기 때문에 7세기 후반~8세기 초 신라의 건축 및 사탑 양식을 가늠해볼 수 있다. 또다른 비슷한 양식으로는 감은사지 3층 석탑이 있다.
그러나 고선사지 3층 석탑과 황복사지 3층 석탑의 차이점도 확연하게 두드러진다. 역계단형 옥개석에 끝이 살짝 치켜세운 방식은 비슷하지만 고선사지 3층 석탑은 황복사지 3층 석탑만큼 옥개석의 유연한 곡선을 살리지 못했다. 반면 옥개석과 탑신부의 비율차가 급격하기 때문에 고선사지 3층 석탑이 다소 입체적이며 높이도 황복사지 3층 석탑보다 2m 가량 더 크다. 고선사지 3층 석탑 1층 탑신부에 층층이 창문 모양이 양각되어 있는 것을 확인할 수 있는데 이를 문비(門扉)라고 한다.
고선사지 3층 석탑은 폐사지가 된 고선사 터에 홀로 있다가 덕동댐 건설로 인해 수몰될 위기에 처하자 1977년 국립경주박물관으로 옮겼고 지금도 국립경주박물관에서 보관 중이다.
2018년 문화재청과 국립경주박물관에서 1977년도 고선사지 3층 석탑 도면을 확인하다가 2층 옥개석이 지금의 방향과 다르다는 점이 확인되었고 원형에 대해선 논란에 있다.