El modelo de la cúpula está basado en el de la Catedral de Zamora que fue la primera del grupo de cimborrios del Duero, también denominados cimborrios leoneses o bizantino-leoneses (grupo formado por los cimborrios de las catedrales de Zamora, Plasencia, la propia Catedral Vieja de Salamanca, y el de la Colegiata de Toro), que presentan una estructura similar con dos cúpulas distintas, una al interior y otra al exterior, entre las cuales habría un relleno de grava y tierra, si bien se apoyan una en la otra.