В плане собор представляет собой продолговатый четырехугольник (75,6 м длины и 68,4 м ширины), образующий три нефа: средний — широкий, боковые — более узкие. Это базилика с четырехугольным средокрестием, увенчанным куполом. Гигантская купольная система собора стала шедевром архитектурной мысли своего времени. Прочность стен храма достигается, по мнению турецких исследователей, за счет добавления в строительный раствор экстракта листьев ясеня[22]. Середина широкого нефа, квадратная в основании, ограничена по углам четырьмя массивными столбами, подпирающими громадные арки, и покрыта довольно плоским куполом 30 м в диаметре, вершина которого отстоит на 51 м от пола. К этому подкупольному пространству примыкают с востока и запада две колоссальные ниши с полусферическим верхом: в восточную нишу открываются своими арками еще три меньшие ниши, из которых средняя, служившая алтарной апсидой, глубже остальных и выступает из общего плана храма в виде полукружия; к западной большой нише примыкают также три ниши; из них средняя, представляющая вверху не полусферический, а обыкновенный коробовый свод, содержит в себе три двери, ведущие в пристроенные к храму внутренний и внешний притворы (esonartex и exonartex), впереди которых некогда находился теперь несуществующий двор, обнесенный галереей с колоннами. Центральный неф собора, алтарная часть и главный куполПодкупольное пространство с северной и южной сторон сообщается с боковыми нефами с помощью арок, поддерживаемых колоннами; под этими арками идет еще по ярусу подобных же арок, которыми открываются в подкупольное пространство устроенные в боковых нефах галереи гинекея, а еще выше — громадные арки, поддерживающие купол, заделаны прямой стеной с окнами, расположенными в три ряда. Кроме этих окон, внутренности храма дают обильное, хотя и несколько рассеянное освещение 40 окон, опоясывающих основание купола, и по пяти окон в больших и малых нишах. Внутренняя отделка храма продолжалась на протяжении нескольких столетий и отличалась особой роскошью (мозаики на золотом полу, 8 зеленых яшмовых колонн из храма Артемиды в Эфесе). Стены храма также были полностью покрыты мозаиками (как сюжетные композиции, так и орнаменты). Благодаря своей величественной архитектуре и убранству главное святилище всего государства внушало мысль о мощи Византийской империи и церкви. Этому служили и размеры храма, рассчитанного на многотысячные людские толпы, и роскошь отделки интерьера цветным мрамором и декоративной мозаикой, и великолепие церемоний, происходивших в храме. Именно в здании нового типа, в купольной базилике св. Софии, наиболее последовательно выражены характерные для византийского искусства 6 в. Тенденции к грандиозности, величественной пышности и торжественности[23]. К достопримечательностям Святой Софии относится «плачущая колонна», покрытая медью (существует поверье, что если положить руку в отверстие и, ощутив влагу, загадать желание, то оно обязательно сбудется), а также «холодное окно», где даже в самый жаркий день веет прохладный ветерок. В 1935 году с фресок и мозаик были счищены скрывавшие их слои штукатурки. Таким образом, в настоящее время на стенах храма можно видеть и изображения Иисуса Христа и Богоматери, и цитаты из Корана на четырех больших щитах овальной формы. На перилах верхней галереи храма можно обнаружить граффити, оставленные на протяжении всей истории его существования. Наиболее древние из них покрыты прозрачным пластиком и считаются одной из охраняемых достопримечательностей
