Собор Святой Софии был основан в Константинополе еще при императоре Константине в 324 году. В начале пятого века церковь была уничтожена пожаром. Император Феодосий II повелел выстроить на этом же месте новую базилику, но она тоже сгорела в 532 году во время восстания «Ника». По археологическим данным эти два храма были большими пятинефными базиликами. Раскопки свидетельствуют об их внушительных размерах и богатом мраморном убранстве. Также над их боковыми нефами были расположены двухъярусные галереи. Вполне вероятно, что именно эти разрушенные храмы стали прообразами для нового храма Святой Софии, который поручил возвести на прежнем месте император Юстиниан I после пожара 532 года. Известно, что над созданием храма трудились лучшие архитекторы того времени и 10 тысяч рабочих.
Для возведения храма Юстиниан не жалел средств. В Константинополь по распоряжению императора свозились архитектурные элементы древних построек, которые были использованы в новом храме. Так, из храма Солнца в Риме были взяты восемь порфировых колонн, а из храма Артемиды в Эфесе – восемь колонн из зеленого малахита. Для придания храму небывалой роскоши широко использовались золото, серебро, слоновая кость. Строительство собора обошлось в три годовых дохода Византийской империи.
По своей конструкции храм Святой Софии представляет собой практически квадратное трехнефное сооружение (75 на 68 метров). Два боковых нефа – узкие, а средний неф – широкий. Середина широкого нефа ограничена четырьмя огромными столбами, подпирающими гигантские арки, и покрыта довольно плоским куполом. Купол с диаметром 31 метр находится на высоте 51 метра и состоит из сорока арок с окнами. Благодаря такому решению создается ощущение сплошного светового пояса, кажется, что купол парит в воздухе. Эта купольная система стала шедевром архитектурной мысли того времени. Большой неф отделен от узких боковых большими арками с порфировыми и малахитовыми колоннами.
Внутренняя отделка храма продолжалась на протяжении нескольких столетий и отличалась особой роскошью. Пол был покрыт мозаиками, стены храма представляли собой сплошной ряд из шикарнейших фресок и сюжетных мозаик. Что самое интересное, на стенах, колоннах, балюстрадах, парапетах и подоконниках найдены более 70 славянских надписей, включавших указание на происхождение писавшего. Так называемые славянские надписи-граффити в храме были не единственными, на мраморных парапетах собора встречаются надписи скандинавскими рунами. Вероятно, они были нацарапаны воинами из скандинавской гвардии императора.
В 1453 году после завоевания Константинополя турками из христианского храма Святой Софии была сделана мечеть. К собору пристроили четыре минарета, и собор превратился в мечеть Айя-София. В XVI веке к зданию были пристроены тяжелые и грубые контрофорсы (выступающая из стены конструкция, вертикальное ребро для усиления несущей стены), это существенно изменило внешний вид здания. Сегодня храм является музеем «Айя-София».