描かれた建築形態の第一の要素は、現実の建築形態を縁取っている、描かれた装飾帯であり、石製の蛇腹のように見える。この装飾帯には、2つのモティーフが繰り返し表されるが、こうした装飾法はローマの古典様式建築においては共通のものだった。当礼拝堂で用いられているモティーフの1つは樫の実であり、これは教皇ユリウス2世の出自であるデッラ・ローヴェレ家のシンボルである。もう1つのモティーフは帆立貝の殻で、これは聖母マリアのシンボルの1つである。この礼拝堂は聖母マリアに奉献されたものであった。ミケランジェロが描いた建築デザインの1つは、幅広いトラベルティーノ大理石の梁である。この梁は天井を横断して左右壁のペンデンティヴの間をつないでいるように見える。描かれた10本の梁によって、天井は幅広い画面と細い画面とが交互に並ぶように区切られている。スパンドレルの上方、天井面が水平に近くなる部分には、前面に大きく突き出して見えるコーニスが天井全体を囲むように描かれ、天井画の主要部分の外枠となっている。これらの見かけ上の建築要素は各人物像がそれぞれ明確に区切られたスペースに位置するための枠組みを形成している。こうした描かれた建築要素に組み入れられているのは、多くの小像で、これらは純粋に装飾的目的で描かれたものと思われる。梁とコーニスの交叉部の下には、大理石製風に描かれた各2体のプットーがおり、スパンドレルの頂部には石造に見える羊頭装飾がある。その左右には一対のブックエンドのような人物像が梁の陰に隠れるように描かれ、スパンドレルの下には預言者と巫女の銘板を捧げ持つ着衣と裸体のプットーが思い思いのポーズで立つ。コーニスの上、9つの場面からなる天井画のうち、5つの小画面の両端には、円形の楯が表される。これら10個の楯は、20体の人物像によっても支えられている。これらの青年裸体像（イニューディ）は、嵌めこみ文様のある台座上に座し、見せかけのコーニスの上にしっかりと足を乗せ、建築構造の一部としてではなく、あたかも実在の人物のように描かれている。
システィーナ礼拝堂は奥行40.5メートル、幅14メートル、天井は礼拝堂主要部の床から20メートルの高さに立ち上がる。ヴォールト天井部は複雑な構造になり、当初から現在のような複雑な装飾が予定されていたとは考えがたい。ピエル・マッテオ・ダメリアによる当初の装飾プランは、建築の細部要素が識別可能なもので、天井は青色に塗られ、金色の星をちりばめた、パドヴァのアレーナ礼拝堂にあるジョットのフレスコ画に類似した装飾が施されていた。礼拝堂の側壁は、3段の水平の帯状に区切られ、最上部の帯には左右壁に各6か所の窓が開けられた。手前と奥の壁にも2つの窓があったが、祭壇壁の窓は、ミケランジェロが『最後の審判』を描く時にふさがれた。窓と窓の間にはヴォールト天井を支える大型のペンデンティヴがあり、ペンデンティヴに挟まれた窓上部にはスパンドレル（三角アーチ壁）が天井に食い込んでいる。ペンデンティヴの高さで、天井がゆるやかに立ち上がり、その描く線は水平線から大きく逸れていない。以上が、現実の建築形態である。
2004年、ラビー・スミスが新ヘッドコーチに就任した。2005年に11勝5敗の成績をあげて、チームを地区優勝を果たした。ディビジョナルプレーオフでカロライナ・パンサーズに21-29で破れシーズンを終えた。2006年、チームは開幕から7連勝し、第9週にマイアミ・ドルフィンズに敗れて連勝は止まったものの、第13週に地区優勝を決定、13勝3敗でNFC第1シードを獲得した。ディビジョナルプレーオフでシアトル・シーホークスをオーバータイムの末、27-24で破り1988年以来となるNFCチャンピオンシップゲームに進出した。NFCチャンピオンシップゲームではトーマス・ジョーンズや守備陣の活躍で、ニューオーリンズ・セインツを39-14で破り、21年ぶりのスーパーボウル出場を果たした。ラビー・スミスは相手チーム、インディアナポリス・コルツのトニー・ダンジーと共にスーパーボウルに出場した初のアフリカ系アメリカ人ヘッドコーチとなった。第41回スーパーボウルではデビン・ヘスターのキックオフリターンタッチダウンで開始14秒でベアーズが先制、第1Qにさらにレックス・グロスマンからムーシン・モハメドへのタッチダウンパスも決まり14-6とリードした。QBのグロスマンは28本中20本のパスを成功させたが2インターセプトを喫し、5点差だった第4Q初めにグロスマンのパスをインターセプトしたケルビン・ヘイデンに56ヤードのリターンタッチダウンを決められ、最終的に17-29で敗れた。2007年3月5日、トーマス・ジョーンズをドラフト2巡指名権と引き換えにニューヨーク・ジェッツにトレードした。この年チームは7勝9敗に終わりプレーオフを逃した。2008年、9勝7敗でプレーオフを逃した。シーズン終了後、契約最終年のグロスマンと延長契約を結ばず放出した。2009年、デンバー・ブロンコスのプロボウルQBジェイ・カトラーをQBカイル・オートンやドラフト指名権と引き換えに獲得、サラリーキャップのためセントルイス・ラムズから放出されたオフェンスラインのオーランド・ペースを獲得した。2010年、カロライナ・パンサーズからジュリアス・ペパーズを、ミネソタ・バイキングスからチェスター・テイラーを獲得した。10月24日のワシントン・レッドスキンズ戦ではディアンジェロ・ホールに4インターセプトを喫し14-17で敗れた。NFC北地区優勝を果たし、ディビジョナルプレーオフでシアトル・シーホークスを破り、NFCチャンピオンシップゲームまで進出しグリーンベイ・パッカーズと対戦したが、第3Qにジェイ・カトラーが負傷退場、その後トッド・コリンズ、ケイレブ・ヘイニーがリリーフしたが敗れた。2011年、開幕から連勝を続けるグリーンベイ・パッカーズからは離されたものの、マット・フォーテイがランとレシーブの合計獲得ヤード数でNFLトップの活躍などで5連勝し7勝3敗とプレーオフ出場を争っていたが、第11週にジェイ・カトラーが右手親指を骨折して戦線離脱、フォーテイも第13週に負傷し戦線を離脱した。控えQBのヘイニーが先発QBとなってから4連敗、ジョシュ・マカウンが先発QBとして最後の2試合に先発出場し、最終週のミネソタ・バイキングス戦に勝利し連敗を5で止めて8勝8敗でシーズンを終えた。シーズン終了後、パス偏重でカトラーとの確執も噂されていたマーク・マーツオフェンスコーディネーターが退団した。またジェリー・アンジェロGMも解任された。2012年、第9週までの9試合で8勝1敗の成績をあげたが、その後3連敗するなど、残り7試合で2勝5敗、10勝6敗となり、タイブレークでプレーオフ出場を逃した。シーズン終了後、ラビー・スミス・ヘッドコーチは解任された。後任ヘッドコーチには、CFLのモントリオール・アルエッツヘッドコーチとして5シーズンで2度優勝しているマーク・トレストマンが就任することとなった。