Архитектурная школа К основе Софии, состоящей в водружении купола Пантеона на базилику Максенция, присоединены черты, заимствованные из древнехристианских базилик Рима IV века: атрий, помещение церковного зала на одной его стороне и промежуточный нартекс, который объединяет друг с другом боковые нефы в трехсторонний внутренний обход, а также тонкие стены над аркадами на колоннах и с окнами наверху, которые отделяют нефы друг от друга и вставлены между под купольными столбами.

Эти аркады и колоннады продолжаются и под маленькими угловыми конхами, отделяя таким образом боковые нефы на всем их протяжении от среднего. София в Константинополе выложена кирпичной техникой, с широкими прослойками семянки (известкового бетонного раствора), которая по затвердении стала крепче кирпича. Эта техника, выработавшаяся постепенно из римского бетона, дает гораздо более эластичную массу.

Варьируясь, такая кирпичная техника сохраняется в основном на протяжении всего развития византийской архитектуры, и ее можно изучать в несколько изменившемся виде в византийско-русских зданиях Киева и Чернигова XI века. Купол Софии в Константинополе сложен из специально изготовленных для этого легких глиняных сосудов с острыми концами, которые вставлялись в отверстия соседних сосудов, и, таким образом, образовались радиальные ребра, из - сопоставления большого числа которых был сложен купол.

Попытки в этом направлении в небольшом масштабе делались уже в римской архитектуре. Купол Софии, правда, неоднократно падал, но от землетрясений, и был восстанавливаем каждый раз той же техникой, причем в последний раз его восстановили византийские архитекторы в том виде, как он существует и сейчас, т. е. несколько более высоким, чем он был первоначально, причем довольно значительно были усилены наружные контрфорсы.