kupolen av Hagia Sophia är det mest slående elementet i strukturen. Även om det gjordes av en avsikt att lämna bakom de byggnader som gjordes fram till den tiden, är kupolen Pantheon större. Ändå är det unikt i en stil att sätta en kupol på en fyrkantig bas som kombinerar en kupols sekulära kraft och Kristendomens andlighet med en basilikaform.

den första kupolen byggd av Anthemius & Isidorus planerades som en cirkel. Men det visade sig vara en ellips. När kupolen kollapsade mestadels under jordbävningen 558 beställde Justinian Isidore den yngre vars strukturellt deformerade konstverk överlever än idag.

kupolen är 31,7 meter i diameter och 55,6 meter hög från golvnivå. Det stöds av bågarna mellan bryggorna, kallade pendentives som var unika vid dessa tillfällen.

solljuset som flyter runt kyrkan och lyser på de förgyllda mosaikerna kommer mestadels från de fyrtio fönstren som omger kupolen. Fönstren är inte bara en ljuskälla utan också ett larm om en uppdelning i kupolen. De slappnar också av kupolens tryck på pendentives.

” man kan faktiskt säga att dess inre inte är upplyst utifrån av solen, men att strålningen kommer in i den, ett sådant överflöd av ljus badar detta helgedom. “Procopius, byggnader

“…på bågens Kronor vilar en cirkulär struktur, rundad i form; det är därifrån som dagens ljus alltid ler först … och vilar på denna cirkulära struktur gör den enorma kupolen den överlägset vacker … ” Procopius, byggnader

kupolens jordblandning består av endast murbruk och tegel. Från tid till annan har restaureringar gjorts för att stärka strukturen.

man trodde att det ursprungligen fanns ett stort kors och senare en mosaik av Kristus Pantocrator som tros ha kollapsat i en jordbävning. Under Fossati restaurering, en vers från Koranen inskriven av M. Izzet Efendi i mitten av dome.