Ayasofya'nın yapımında matematik kullanılmasının nedeni, yapının plan ve inşasında estetik ve fonksiyonel unsurları sağlamaktı. Pandantifler, kubbenin ağırlığının alttaki kare destekleyici üst yapıya geçişini sağlayarak ahenk ve simetri oluşturdu. Devasa kubbe, hafif ve daha plastik olan tuğla agregası kullanılarak inşa edildi. İnşaatın kısa sürede tamamlanması, imparatorluk topraklarında bulunan yapı ve tapınaklardaki yontulmuş hazır malzemelerden yararlanılmasıyla mümkün oldu. Ayasofya'nın mimarları Trallesli Anthemios ve Miletli İsidoros, aynı zamanda matematikçilerdi.