A menudo se describe Santa Sofía como epítome de la arquitectura bizantina, pero su diseño incorpora elementos de las tradiciones arquitectónicas romana, griega e islámica.
- influencia bizantina: La enorme cúpula central de Santa Sofía crea una sensación de grandeza y amplitud en el espacio interior. El uso de pechinas y esquinillas para sostenerla es otro sello distintivo de la arquitectura bizantina, que permite pasar de una base cuadrada a una cúpula circular.
- herencia romana: Los arquitectos de Santa Sofía, Antemio de Tralles e Isidoro de Mileto, aprovecharon sus conocimientos de las técnicas de ingeniería romanas para crear una estructura monumental y funcional a la vez. El interior de Santa Sofía está lleno de arcos, columnas y bóvedas.
- estética griega: Los arquitectos utilizaron mármol y otras piedras y metales preciosos para decorar la iglesia convertida en mezquita, que recuerda a la arquitectura griega clásica. Además, las proporciones y la simetría del diseño de Santa Sofía enfatizan la armonía y el equilibrio.
- influencia islámica: Tras la conquista otomana en 1453, se añadieron a la mezquita minaretes, el mihrab (nicho de oración) y el minbar (púlpito). Lo más destacado es la importancia de Santa Sofía como lugar de culto para los musulmanes.