建筑师米马尔·希南在建筑的外部修建了扶壁用以加固。在外面，简单的灰泥墙突显了拱顶及圆顶，而外墙的红黄之色是十九世纪复修时由建筑师福萨蒂加上的。教堂西南方的叫拜楼以红砖建造，而其余三座叫拜楼则以白色的石灰石及沙石建造，当中东北方较为狭窄的一座是巴耶济德二世所兴建的，西方两座较大的叫拜楼是塞利姆二世所建的，与前述的扶壁一样由米马尔·希南设计。
内部结构.在正式进入圣索菲亚大教堂之前，可以在西面的庭院内看见之前第二座教堂的残骸。进入大门之后首先看到的是宽为5.75米的外厅，外厅的