Ayasofya'nın yapımında kullanılan bazı malzemeler: Doğal taşlar: Efes'teki Artemis Tapınağı, Mısır'daki Güneş Tapınağı, Lübnan'daki Baalbek Tapınağı ve diğer yapılardan getirilen sütunlar ve mermerler. Tuğla ve harç: Yapının kubbe, tonoz ve duvarlarında geleneksel Bizans tuğlası ve harcı kullanılmıştır. Ayasofya'da ayrıca altın, gümüş, renkli cam, pişmiş toprak ve renkli mermer gibi taş parçaları kullanılarak yapılan mozaikler de bulunur.