圣索菲亚大教堂是拜占庭式建筑的代表作，创造了以帆拱上的穹顶为中心的复杂拱券结构平衡体系。圣索非亚大教堂平面采用了集中式的造型，在空间上，则创造了巨型的圆顶，而且在室内没有用到柱子来支撑。装饰地板、墙壁、廊柱是五颜六色的大理石，柱头、拱门、飞檐等处以雕花装饰，圆顶的边缘时40具吊灯，教坛上镶有象牙、银和玉石，大主教的宝座以纯银制成，祭坛上悬挂着丝与金银混织的窗帘，上有皇帝和皇后接受基督和玛利亚祝福的画像。