ประติมากรรมที่ใช้ประดับพระเมรุมาศ พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช บรมนาถบพิตร เป็นส่วนประกอบเชิงสัญลักษณ์ที่แสดงความเป็นทิพยสถานในดินแดนสวรรค์บนเขาพระสุเมรุ ตามคติความเชื่อเรื่องจักรวาลและโลกในไตรภูมิ

ดินแดนดังกล่าวเป็นที่สถิตของเทวราชและทวยเทพ จึงออกแบบประดับด้วยรูปปั้นเหล่าเทพเทวาประดิษฐบนฐานไพทีแต่ละชั้น นอกจากรูปเทวดาเชิญฉัตร บังแทรก/พุ่ม แล้ว ยังมีประติมากรรมเทพยดาในลักษณะเทพชุมนุม ตลอดทั้งจตุโลกบาล และครุฑยืน

รูปจตุโลกบาลและครุฑยืนนั้น มีลักษณะเป็นศิลปกรรมร่วมสมัยรัชกาลที่ 9 ออกแบบให้ดูมีกล้ามเนื้อเสมือนมนุษย์ ตามแนวคิดของสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์
ประติมากรรมที่ใช้ตกแต่งบันได ทำเป็นรูปพญานาคจำแลงเจ็ดเศียร คือมีใบหน้าเหมือนเทวดาแต่ตัวเป็นนาค ซึ่งโดยรวมของประติมากรรมยังคงแสดงความเป็นเอกลักษณ์อย่างโบราณราชประเพณีของไทยอย่างครบถ้วน


ตามผังแบบบุษบกประธานของพระเมรุมาศตามที่สถาปนิกผู้ออกแบบ ได้กำหนดพื้นที่จัดตั้งประติมากรรมบริเวณชั้นต่างๆ ดังนี้

ส่วนบนของยอดบุษบกเชิงกลอนขององค์ประธานพระเมรุมาศ ประดับประติมากรรมนูนต่ำรูปพระโพธิสัตว์ สื่อถึงสวรรค์ชั้นดุสิต

ชั้นชาลาที่ 4 ราวบันไดประดับด้วยรูปนาคเจ็ดเศียร มีเทวดานั่งเชิญพุ่ม เทพยดาประดับส่วนท้องไม้ทำเป็นรูปเทพพนมนั่งส้น รวมทั้งมีครุฑยุดนาคและครุฑหัวเสา

ชั้นชาลาที่ 3 ส่วนราวบันไดประดับด้วยนาคห้าเศียร มีเทวดานั่งเชิญบังแทรก ครุฑยืนทั้งสี่ทิศ ครุฑหัวเสา เทพชุมนุมที่ฐานไพทีนั่งราบ และพระพิเนก พระพินาย

ชั้นชาลาที่ 2 บันไดประดับด้วยนาคสามเศียร รวมทั้งจตุโลกบาลทั้งสี่ทิศ ได้แก่ ท้าวเวสสุวรรณ (กุเวร) ท้าวธตรฐราช ท้าววิรุฬหก ท้าววิรูปักษ์ คชสีห์ ราชสีห์ทั้งสี่ทิศ และเทวดานั่งเชิญบังแทรก

ชั้นชาลาที่ 1 ชั้นลานอุตราวรรต (ระดับพื้นลาน) บันไดประดับด้วยนาคเศียรเดียว รวมทั้งประติมากรรมรูปสัตว์มงคลประจำทิศทั้งสี่ ได้แก่ ทิศเหนือรูปช้าง ทิศใต้รูปโค (วัว) ทิศตะวันออกรูปสิงห์ ทิศตะวันตกรูปม้า และในสระอโนดาตมีประติมากรรมรูปสัตว์มงคลประจำแต่ละทิศ รวมทั้งสัตว์หิมพานต์ในวรรณคดี

นอกจากนี้ ข้างพระจิตกาธานภายในองค์ประธานพระเมรุมาศยังประดับรูปปั้นคุณทองแดง และโจโฉ ซึ่งเป็นสุนัขทรงเลี้ยงไว้