α.         Αψίδες

«Σε πρώτη φάση χρησιμοποίησαν τη ρωμαϊκή παράδοση η οποία τους παρέπεμπε στην κατασκευή τεσσάρων αψίδων πάνω στις οποίες θα κατασκεύαζαν τον τρούλο. Η κατασκευή μεγάλου τρούλου προϋποθέτει κατασκευή μεγάλων αψίδων. Όμως το μεγάλο άνοιγμα της αψίδας σε συνδυασμό με το βάρος της θα προκαλούσε οριζόντια παραμόρφωση. Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα έκτισαν πρώτα τεράστιες κολόνες και τοποθέτησαν τις αψίδες ανάμεσά τους. Οι κολόνες περιόριζαν την οριζόντια μετατόπιση των αψίδων.»

β.         Κόγχες

« Στη δεύτερη φάση ασχολήθηκαν με τη δημιουργία των κατάλληλων προϋποθέσεων της προσαρμογής του τρούλου στην τετραγωνική βάση που σχημάτιζαν οι 4 αψίδες. Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα επινόησαν τα τριγωνικά τμήματα που γεμίζουν τα κενά μεταξύ των αψίδων. Ένα τελείως νέο αρχιτεκτονικό στοιχείο που ονομάζονται κόγχες. Αν δεν υπήρχαν αυτές οι επαναστατικές κόγχες, η Αγία Σοφία, όπως την ξέρουμε σήμερα δε θα υπήρχε. Επίσης, τα 4 καμπυλοειδή στηρίγματα των κογχών στρογγύλευαν τις γωνίες του τετραγώνου μεταμορφώνοντας τον σε κύκλο. Αλλά πέρα από το αισθητικό αποτέλεσμα που προσφέρουν οι κόγχες το σημαντικότερο είναι ότι αυτές δένουν με τις αψίδες δημιουργώντας ένα συμπαγές σώμα.»

γ.         Τρούλος

«Τελικά, πάνω στην ποιο εμπνευσμένη δομή στήριξης, ο Ανθέμιος και ο Ισίδωρος, θα έχτιζαν το πιο φανταχτερό χαρακτηριστικό του ναού, το μεγάλο τρούλο με εσωτερική διάμετρο 32 μέτρων και σε απόσταση 54 μέτρων από το δάπεδο. Οι αρχιτέκτονες μελετώντας το Πάνθεον διαπίστωσαν ότι στη βάση του τρούλου ασκούνται πιέσεις που προκαλούν ρωγμές. Αυτές οι ρωγμές ξεκινούν από τη βάση και ανοίγουν σιγά σιγά τον τρούλο. Για να μειώσουν αισθητά αυτές τις πιέσεις έβαλαν σαράντα παράθυρα στη βάση του τρούλου της Αγίας Σοφίας. Η τέλεια αντιμετώπιση ενός αρχιτεκτονικού προβλήματος καθώς προσέφερε και εξαιρετικό αισθητικό αποτέλεσμα.»