Tokom trajanja Otomanske imperije crkva Sveta Sofija je rekonstruisana i dodata su joj četiri minareta, ali njena arhitektura je do danas ostala skoro nepromenjena. Osnova crkve je u obliku dva kvadrata, od kojih je manji, središnji, pokriven kupolom, upisan u veći.
Arhitektura Svete Sofije deluje bestežinski i nematerijalno. Tim osobinama ona je trebalo da izrazi božansku mudrost kojoj je posvećena. Građevina je već među savremenicima, a i u kasnijim epohama, uživala takav ugled da su imena njenih graditelja poznata i danas. To su Ahtemije i Izidor, obojica iz Male Azije.
Crkva Sveta Sofija je najveći spomenik vizantijske umetnosti i jedan od najznačajnijih spomenika svetske kulturne baštine i nalazi se na listi Uneska. Danas je muzej, ali postoji inicijativa da se ponovo pretvori u crkvu.
