Высокое мастерство византийских зодчих всего ярче демонстрирует церковь св. Софии, выстроенная в 537 году в Константинополе. В плане Софии своеобразно объединяются продольная и центрическая тенденции. В одно и то же время церковь есть базилика, разделенная на три продольных корабля, и четырехугольное центрическое пространство, увенчанное куполом. Центральный корабль церкви значительно шире боковых, его средняя часть образует квадрат, к которому с запада и востока примыкают две большие экседры. Каждая из этих экседр, в свою очередь, опирается на две маленькие экседры и на цилиндрический свод. Вместе с тем переход от экседр к центральному, огромному куполу (между прочим, отмечу, что его диаметр тридцать два метра) совершается с помощью четырех мощных арок и образуемых ими пандантивов, которые и принимают тяжесть купола. В этой конструкции, как видно, так много промежуточных звеньев, переходных элементов, напряжение арок и сводов так уравновешено, что зритель совсем не чувствует тяжести масс и может свободно погрузиться в созерцание кристально чистого и легкого пространства. Не только легкость самой конструкции, но и целый ряд тонких декоративных приемов содействуют этому впечатлению: стены храма украшены мозаиками, нигде их плоский характер не нарушен выпуклыми, пластическими узорами; в пролетах арок и окон строго соблюдено нечетное число; окна, проделанные в куполе, так близко помещены друг к другу, что купол, кажется, висит в воздухе. От современников, переживших сооружение Константинопольского собора, не укрылась возвышенность воплощенной в нем художественной идеи. Византийский историк Прокопий, описывая церковь Софии, между прочим говорит: "Совершенно непонятным образом держится это воздушное строение, как будто не на прочной основе, а на золотом канате свисает с неба".
Если в византийской архитектуре купол возвышается как круглая и плоская чаша, непосредственно над изгибом арок, то архитекторы Ренессанса предпочитают между арками и куполом помещать еще одно промежуточное звено -так называемый тамбур -- и увенчивать высокий купол фонарем. Содействуя обогащению наружного силуэта купола, возвышая купол над всем окружением, тамбур в то же время, несомненно, ослабляет впечатление купольного пространства изнутри, лишая его простора и текучей плавности ритма. Следует отметить также, что монументальный купол состоит по большей части из двух чаш, которые могут сильно различаться по своему силуэту (Пантеон).
Для покрытия пространства наряду с камнем служит дерево, а в новейшее время железо и бетон. Плоское деревянное покрытие иногда открыто обнаруживает структуру стропил и балок (древнехристианская базилика), иногда же скрывает ее под штукатурным настилом. Из прямоугольного скрещения стропил образуются так называемые кассеты (кессоны), вид потолка, известный уже античной архитектуре; мастера Ренессанса превратили прием кассет в сложную систему полей различной формы и различной величины, расчленяющих потолок. Применение железа в архитектурной конструкции создало новые формы покрытия, например стропильные фермы, которые в виде стрельчатых арок поднимаются от самого пола до вершины свода. Потолок здесь неуловимо превращается в стены или опоры, завершая пространство одновременно и сверху, и с боков. При этом соотношение опор и тяжестей в железной конструкции так выравнено, что симметричные части арок могут быть закреплены в вершине сводов самым легким простым шарниром, тогда как опоры соприкасаются с полом не всей" широкой ступней, а только одной точкой, так сказать, кончиками пальцев.