Hagia Sophia beskrivs ofta som en symbol för bysantinsk arkitektur, men dess design innehåller element från romerska, grekiska och islamiska arkitekturtraditioner.
- Bysantinskt inflytande: Den massiva kupolen i Hagia Sophia skapar en känsla av storslagenhet och rymd i interiören. Användningen av pendentiv och squinches för att stödja den är ett annat kännetecken för bysantinsk arkitektur, vilket möjliggör övergången från en kvadratisk bas till en cirkulär kupol.
- Romerskt arv: Arkitekterna till Hagia Sophia, Anthemius från Tralles och Isidore från Miletus, använde sig av sina kunskaper om romersk ingenjörskonst för att skapa en struktur som var både monumental och funktionell. Insidan av Hagia Sophia är fylld av bågar, kolonner och valv.
- Grekisk estetik: Arkitekterna använde marmor och andra ädelstenar och metaller för att dekorera kyrkan som förvandlats till moské, vilket påminner om klassisk grekisk arkitektur. Dessutom betonar proportionerna och symmetrin i Hagia Sophias design harmoni och balans.
- Islamiskt inflytande: Efter den ottomanska erövringen 1453 byggdes minareter, mihrab (bönenisch) och minbar (predikstol) till moskén. Höjdpunkterna framhäver Hagia Sophias betydelse som en plats för muslimernas tillbedjan.