其建筑特点，是以圆顶为中心向四个方向延伸，有交叉的圆拱作为中央圆顶的支持。中央圆顶为整个建筑物的顶点，规模比六世纪建筑小。由于空间有限，壁画的装饰性处理起到增大空间的作用，多由金色的镶嵌表现抽象的神的空间。
圣索维亚教堂是中世纪拜占庭艺术中最辉煌的成就之一，建造于公元532到537年。教堂在构思和技术上受罗马万神殿的影响很大。 主要部分是一个巨大的半圆穹顶，东西两头连接着个半圆穹顶，每个半圆穹顶左右两端又接上更小的半圆穹顶，南北两边是圆拱形墙体，下面有两层列柱和厚实的墙体支持，列柱后面又有侧廊，形成了 一个高达宽阔，气势磅礴而又节奏分明的内部结构。
索菲亚教堂混合了东方和西方，过去与未来的结构，是一个气魄雄伟的混合建筑，再加上内部精美的镶嵌画，使人仿佛置身一个非现实的幻境里。
