Vor dem Eingang in die Kirche sind noch einige Fundamente des Baus aus dem 5. Jahrhundert und des Glockenturms des Lateinischen Reiches (13. Jahrhundert) zu sehen. Die Grundfläche des Gebäudes bildet ein Rechteck von etwa 70 x 75 Metern. Die Kirche hatte zwei Vorhallen in dem Westen, den Narthex und den äußeren Exonarthex. In diesem sind noch einige nichtfigürliche Mosaiken aus Justinians Zeit erhalten. Fünf – inzwischen vermauerte – Tore führten aus dem Atrium in diese Halle, fünf weitere von hier in den Narthex. Über dem mittleren der Tore findet man ein Mosaik aus dem 10. Jahrhundert, das die Kaiser Konstantin und Justinian zeigt, die der thronenden Maria mit dem Christuskind eine Stadt (Konstantinopel) und eine Kirche (die Hagia Sophia) darbringen. Das beeindruckendste Mosaik des Narthex zeigt den Thronenden Christus über dem Kaisertor, dem mittleren der neun Eingängeins Hauptschiff. Dieses war allein dem Herrscher vorbehalten, sein Türrahmen ist aus Bronze. Der Hauptraum wird durch die rund 56 Meter hohe Kuppel beherrscht. Die Grundfläche beträgt 7.570 m2, was etwa einem Fußballfeld entspricht. Hinzu kommen in dem Westen und Osten kleinere Halbkuppeln und weitere muschelförmige Kuppeln. In den Zwicken sind sechsflügelige Engel dargestellt. Die Apsis hat Mosaiken aus dem 9. Jahrhundert: eine thronende Muttergottes mit Kind, rechts davon den Erzengel Gabriel, links Michael. Die Hauptkuppel, die Halbkuppeln, die Gewölbe des Narthex, die Seitenschiffe und die Emporen – eine Fläche von über 10 Tausend m2 – waren ursprünglich mit goldgrundierten Mosaiken bedeckt. In dem Süden steht der Mihrab, in dem Mittelschiff rechts vor der Apsis der Minbar, links die Sultansloge aus dem 18. Jahrhundert. Auf den Emporen, die bei den Byzantinern wie den Türken den Frauen vorbehalten waren, erkennt man noch Reste der alten Mosaiken: Auf der Nordempore das Bild Kaiser Alexanders (912/913, auf der Südgalerie ein Mosaik mit Kaiserin Zoe und ihrem Gemahl Konstantin IX., daneben ein Mosaik des Kaisers Johannes II. Komnenos mit Kaiserin Irene und Kronprinz Alexios, die der Gottesmutter samt Kind Gaben reichen. Das prachtvollste Mosaik ist ein Andachtsbild, eine Deesis, aus dem 14. Jahrhundert, das Jesus mit Maria und Johannes dem Täufer zeigt. Es ist größtenteils zerstört, die Gesichter blieben jedoch erhalten. Von der Empore hat man einen guten Blick auf die 7,5 Meter Durchmesser aufweisenden Holzschilder mit den heiligsten Namen des Islam. Sie stammen aus der Zeit von 1847 bis 1849, als die Schweizer Architekten Gaspare und Giuseppe Fossati von Sultan Abdülmeçid I. mit einer gründlichen Restaurierung der Moschee beauftragt wurden.

Für die prachtvollen Verkleidungen der Säulen und Wände wurden seltene Marmorintarsien aus allen Teilen des Reiches benutzt.

Die Hagia Sophia hat vier Minarette. Das früheste stammt bereits aus der Zeit Mehmeds des Eroberers. Das kannelierte Minarett ließ sein Sohn Bayezıd II. (1481-1512) erreichten, die übrigen Selim II. in dem 16. Jahrhundert.

Im Hof sieht man zahlreiche archäologische Funde, einen Moscheebrunnen sowie vier Herrschergräber, so genannte Türben, in denen Sultane, Prinzen, Prinzessinnen und Sultansgattinnen beigesetzt wurden: Selim II., Murad III., Mehmed III., Mustafa I. und Ibrahim.

Die Pläne dieses bedeutenden Bauwerkes und heutigen UNESCO-Weltkulturerbes blieben für stets verschollen. Seit hunderten von Jahren versuchen Fachleute zu ergründen, wie es den Wissenschaftlern und Künstlern in dem 6. Jahrhundert gelungen war, eine frei schwebende nahezu 56 Meter hohe Kuppel von 31 Metern Durchmesser auf ca. vier Säulen zu errichten. Berücksichtigt man die in der Spätantike verfügbaren technischen Möglichkeiten, so gilt sie noch heute für viele Fachleute als eine der kühnsten Konstruktionen von Menschenhand. "Das entscheidende Erlebnis beim Eintritt durch die Kaiserpforte in den Hauptraum, der sich sogleich in voller Weite und Höhe bis zu dem Scheitel der riesigen Kuppel frei überschaubar darbietet, ist die Unmöglichkeit, ein eindeutiges Verhältnis zu den Dimensionen und eine gültige Bestimmung der Proportionen zu finden. Dieses von den Erbauern beZieligte Phänomen ergibt sich aus der räumlichen Struktur, der scheinbaren Schwerelosigkeit der Kuppel, und der verwirrenden Fülle direkter und indirekter Lichtführung" schreibt Marco Polo. Der Schweizer Kunsthistoriker Volker Hoffmann aus Bern hat inzwischen mit Hilfe modernster 3-D-Lasertechnik das Konstruktionsprinzip der einstigen Kathedrale entschlüsselt. Zusammen mit seinem Mitarbeiter Nikolaos Theocharis entdeckte er einen so genannten Mutterriss beruhend auf einem Doppelquadrat-Analemma als einheitlicher Entwurfsfigur. Demnach sind in der Hagia Sophia wohl keine bauplanrelevanten Punkte und Linien zu finden, die sich nicht mit geometrischer Logik aus diesem Mutterriss ableiten ließen. Das Seitenverhältnis der Doppelquadrate in dem Analemma beträgt nach Volker Hoffmann 1:1,06.==Weblinks==

• http://www.patriarchate.org/ecumenical_patriarchate/chapter_4/html/hagia_sophia.html Website des Patriarchats von Konstantinopel mit einigen sehr schönen Bildern der Hagia Sophia.
• http://www.fordham.edu/halsall/source/procop-deaed1.html Prokop über die Hagia Sophia.