圣索非亞大教堂的特別之處在于平面采用了希臘式十字架的造型，在空間上，則創造了巨型的圓頂，而且在室內沒有用到柱子來支撐。君士坦丁大帝請來的數學工程師們發明出以拱門、扶壁、小圓頂等設計來支撐和分擔穹隆重量的建筑方式，以便在窗間壁上安置又高又圓的圓頂，讓人仰望天界的美好與神圣。由于地震和叛亂的燒毀，圣索非亞大教堂經歷過數次重修，尤其公元532年查士丁尼大帝投入一萬名工人、32萬黃金、并花費六年光陰裝飾圣索非亞大教堂。教堂是當時的城市中心。圣索非亞大教堂的大圓頂離地55米高，在17世紀圣彼得大教堂完成前，一直是世界上最大的教堂。