Композиційний прийом, застосований Анфімієм і ісідором, фіксує розташування купола в самому центрі будинку. У купольних васильках попереднього часу розташування купола постійно коливалося в зв'язку з можливістю чи подовжити покоротшати циліндричні зводи, що знаходяться до заходу і до сходу від купола. Звичайно вівтар усе-таки притягав до себе купол.

У Софії напівкупол створюють до сходу і на захід від купола аналогічні форми, що мають однакову глибину. Завдяки цьому купол не може бути зрушать зі свого місця і упевнено відзначає центр будинку. Одночасно з цим конха апсиди включена в систему напівкупола. Це означає, що вівтарна частина закономірно прив'язана до купола і до головної частини інтер'єра. Так створена архітектурна система, що узаконила обидва центри Софії — купол і апсиду, амвон і вівтар. Унаслідок цього система напівкупола чудово зв'язала спрямованість до вівтаря базиліки і центричність купольної будівлі. У Софії василька і купол внутрішньо органічно зв'язані один з одним. Це дійсно дійсна купольна базиліка, вінець усього розвитку цього архітектурного типу.

Не меньш значну роль напівкупол Софії зіграли й у відношенні архітектурно — конструктивному. Величезний купол Софії створює дуже сильний розпір. У південному і північному напрямках розпір погашається могутніми стовпами, по двох з кожної сторони. Зводи бічних нефів, розташовані в двох ярусах, беруть участь у погашенні розпору купола в тім же напрямку. У східному і західному напрямку розпір погашається напівкуполами. Видатне значення такого рішення полягає в тім, що напівкупол виконує свою конструктивну роль, не захаращуючи інтер'єра головної частини і не порушуючи його цілісності.

Чудово і художнє значення Системи купола і напівкупола Софії. Ця система одночасно вирішує цілий комплекс художніх проблем.

Напівкупола усіх разом утворює геометричну фігуру, що наближається до овалу. Саме цим вони створюють проміжну сполучну ланку між базилікою і центричним будинком. У принципі утворені три уписаних друзі в друга фігури, що поступово переходять одна в іншу ( прямокутник основного обрису плану, овал напівкуполів і окружність купола. Овал служить переходом від прямокутника до окружності.

У конкретному просторовому вираженні ця схема приймає особливо закінчену й органічну форму. Напівкупола продовжують ритм наростання простору інтер'єра від бічних нефів до центрального. В міру розвитку напівкупола у напрямку купола простір наростає аж до кульмінаційної крапки в центрі. У зворотну сторону центральний простір під куполом поступово неспадає в обидва боки і змінюється далі простором бічних нефів.

Порівняння Софії і Пантеону розкриває корінна відмінність між ними в трактуванні купола. У Пантеоні підкупольний простір статичний, це замкнутий величезний у своїй компактності шматок простору, твердо обкреслений стінами і куполом. У Софії центральний простір інтер'єра легко, повітряне і динамічно. Ажурні колонади зв'язують його з усіма навколишніми сусідніми приміщеннями. Простір з усіх боків наростає в напрямку до купола, що вінчає. Самий купол виникає і як би будується в часі на очах у глядача( він поступово розвивається з напівкуполом. Останні охоплюють собою тільки частина інтер'єра, у той час як купол замикає зверху інтер'єр весь у цілому.

Величезний центральний простір Софії і набагато більш низькі і тісні, розділені на два яруси бічні нефи скомпоновані по-різному і контрастують один з одним. Разом з тим вони доповнюють один одного і, сполучаючись, утворять єдиний архітектурний образ.

Призначені для народу бічні нефи схожі на палацеві зали. Як показують дослідження Великого константинопольського палацу, ця подібність дійсна мало місце і, переходячи з палацу в Софію, знатні парафіяни бачили перед собою як би продовження анфілад палацевих залів. Кожен бічний неф Софії сприймається як трохи неясне у своїх границях і розмірах мальовничий простір. Поперечні стінки з арками прикривають собою не тільки зовнішні стіни, але і колонади середнього нефа. В міру руху уздовж нефа поперечні стінки і колони утворять усілякі сполучення, видні в різних ракурсах і різноманітних взаємних перетинаннях. Коли відкриваються більш значні шматки зовнішніх стін, виступає їхній ажурний характер. Унизу вони щільніше, тому що прорізані тільки трьома великими вікнами в кожнім підрозділі стіни. Над цими вікнами відкривається суцільне заскління під напівциркульною кривого зводу, так що світло вільно вливається в інтер'єр. На протилежній стороні нефа цьому відповідають колонади, що відкриваються в середній неф.

Загальну мальовничість бічних нефів підсилюють мармурове облицювання, що піднімається до підстави зводів і обгороджена зверху мармуровим прорізним карнизом, а також золото мозаїк, що покривають зводи. Завдяки сильній розчленованості простору і численних поперечних стінок, різні частини приміщень освітлені по-різному. Ступінь же освітленості глибоко продумана і точно зважена майстрами.

Стосовно подібним до композицій один дослідник удало застосував термін світловий орган: він уподібнив музиці гармонійну композицію відтінків світла і тіні в архітектурі. З цим сполучаються ефекти кольору. Мармурові плити облицювання стін і мармур колон тонко підібрані. Панують блідо-рожеві і їхні блідо-зелені відтінки, що доповнюють. У цілому утвориться єдиний ніжний тон. Світлотінь прорізних карнизів і легені орнаментальні кольорові обрамлення золотих мозаїчних поверхонь доповнюють загальний ефект, глибоко продуманий і незвичайно гармонічний.

Завдяки порівняно невеликій висоті бічних нефів їхні розміри добре зв'язані з висотою людини. Колонам, що несуть зводи, присутнє до відомого ступеня ордерний початок, успадкований від античності. Вони виступають вперед і відіграють роль сполучного елемента між фігурою людини і простором інтер'єра. Спираючи на колони, око