Hagia Sophia jest często opisywana jako uosobienie architektury bizantyjskiej, ale jej projekt zawiera elementy rzymskiej, greckiej i islamskiej tradycji architektonicznej.
- Wpływy bizantyjskie: Ogromna centralna kopuła Hagia Sophia tworzy poczucie wielkości i przestronności w przestrzeni wewnętrznej. Wykorzystanie pendentywów i squinchów do jej podparcia jest kolejnym znakiem rozpoznawczym architektury bizantyjskiej, pozwalającym na przejście od kwadratowej podstawy do okrągłej kopuły.
- Rzymskie dziedzictwo: Architekci Hagia Sophia, Antemiusz z Tralles i Izydor z Miletu, wykorzystali swoją wiedzę na temat rzymskich technik inżynierii, aby stworzyć strukturę, która była zarówno monumentalna, jak i funkcjonalna. Wnętrze Hagia Sophia wypełnione jest łukami, kolumnami i sklepieniami.
- Grecka estetyka: Architekci wykorzystali marmur i inne szlachetne kamienie i metale do dekoracji kościoła-meczetu, który przypomina klasyczną grecką architekturę. Dodatkowo, proporcje i symetria projektu Hagia Sophia podkreślają harmonię i równowagę.
- Wpływ islamu: Po podboju osmańskim w 1453 r. do meczetu dodano minarety, mihrab (niszę modlitewną) i minbar (ambonę). Cechy te podkreślają znaczenie Hagia Sophia jako miejsca kultu dla muzułmanów.