查士丁尼的建設是用人民的血汗和財富凝聚而成，那些宏偉的巨大結構似乎是在宣告帝國的繁榮，而且也表現出了那些建築師的技術。建造技術理論和實踐的主要依據是數理科學和機械力學，在幾代皇帝的支持贊助之下獲得快速的發展。阿基米德的名聲遭到普羅科盧斯和安特彌烏斯的挑戰，而如果有一些明智的旁觀者能記錄下他們的工程奇蹟，那麼肯定可以擴大哲學家的思維範圍，而不是引起他們的懷疑。有一個眾所周知的傳說：阿基米德用聚光鏡在敘拉古的港口，將羅馬人的艦隊燒成灰燼。 有人很肯定地表示，普羅科盧斯用同樣的辦法，在君士坦丁堡的海港摧毀了哥特人的船隻，抗擊維塔利安極為大膽的冒險行為，保護他的庇主阿納斯塔修斯。 一種由一面磨得很亮的六角形銅鏡組成的機械裝置被固定在城牆上面，大鏡周圍是許多面可以移動的多邊形較小銅鏡，可以用來接收和反射正午熾熱的陽光，投射出引起燃燒的火光，火光最遠可以達到200英尺的距離。 信譽最佳的歷史學家對於這兩個極為特殊的事件不置一詞，可見無法盡信，聚光鏡也從未使用於攻擊或防禦任何地點。 然而一位法國哲學家 曾進行了令人驚奇的實驗，表明運用聚光鏡的可行性。要是如此，我認為這種技術應該歸功於古代最偉大的數學家，而非出於一個僧侶或詭辯家的胡思亂想。要是根據另外一種說法，普羅科盧斯使用硫磺摧毀哥特人的船隊。 在現代人的印象里，提到硫磺的名字就會產生聯想，懷疑說的就是火藥，事實上是他的門人安特彌烏斯在暗中搞鬼，故意把這種懷疑傳播出去。
亞細亞的特拉勒有一位市民，他的5個兒子全都表現出色，各個都在本行表現出卓越的才能並獲得聞名於世的成就。奧林庇烏斯在羅馬法的理論和應用方面極為精到；狄奧斯科魯斯和亞歷山大成為了學識淵博的醫生，前者用自己的醫術造福同胞，他那積極進取的兄弟則在羅馬名利雙收；梅特羅多魯斯是文法學家，安特彌烏斯是數學家和建築師。查士丁尼聽到他們兩位的名聲，就邀請他們前去君士坦丁堡：一位在學校，教導前途光明的子弟辯論和演說技巧；另一位在首都和行省，運用他的技術建造更為長久的紀念物。安特彌烏斯有一間與人相鄰的房屋，不知是牆壁還是窗戶發生問題，結果引起一些爭執，鄰居芝諾能言善道，使他不敵而退，但是口才很好的演說家還是敵不過機械學大師。他運用陰險而無害的手段，不明白其中道理的阿戈西阿斯，在提到時表示不以為然。安特彌烏斯在最下面的房間，找來幾個大缸或是大鍋，裡面加滿水，上面裝著蓋子接上皮管，管子是越向上越細，然後順著托梁和屋椽伸到鄰居的房屋。他在大鍋下面燒火，沸騰的水產生蒸汽從皮管里上升，受到壓縮的氣體發出力量使房屋震動，住戶嚇得發抖，奇怪明明他們感覺到地震，為何全城的人竟毫無感覺。另外還有一次，芝諾的幾個朋友坐在桌邊，被安特彌烏斯用反光鏡照得無法睜眼，非常難受，接著有巨大的響聲使他們更加害怕，是某種很特殊的物質撞擊所產生。這位演說家在元老院很悲傷地宣布，凡人遇到威力強大的對手時只有屈服，對方不僅能像海神那樣用三叉戟搖晃地球，還能仿效主神朱庇特發出閃電和雷鳴。
安特彌烏斯和他同事米勒西亞人伊希多爾都有這方面的才華，受到君王的鼓勵和僱用，豈不知這位君王對建築的鑒賞，已經深陷於勞民傷財的地步。受寵的建築師向查士丁尼提出他們的設計和困難，而且承認他們全力以赴地辛勤工作，很容易被皇帝自發的智慧或神賜的靈感所超越，何況皇帝永遠關心人民的利益、統治的光榮和靈魂的得救。
由君士坦丁堡的創建人奉獻給聖索菲亞，或以永恆的聖智為名的大教堂，曾經兩次毀於大火，一次是約翰·克利索斯托遭受放逐以後，另外就是藍黨和綠黨的尼卡叛亂期間。等到動亂剛平息，基督徒的群眾就開始悔恨他們那褻瀆神聖的魯莽行為。如果他們能預見到，40天後虔誠的查士丁尼全力著手興建的新教堂的光榮，就會慶幸有那場災禍發生。 殘留的遺址全部被清除乾淨，更加宏偉的計畫已經制訂，需要得到某些土地所有人的同意。他們獲得非常優厚的報酬，因為君王不僅急於求成，而且感到良心不安。安特彌烏斯要落實整個規劃的細節，他用無比的才華指揮1萬個工匠，用足色的銀兩支付他們的工資，從未延誤到當天晚上。皇帝自己穿著亞麻短上衣，每天去查看快速的進度，運用他的關切、熱心和獎賞，鼓勵他們更加賣力工作。這座新建的聖索菲亞主座教堂由教長出面奉獻，從奠基之日起花了5年11個月零10天的時間。在莊嚴的典禮儀式中，查士丁尼用虔誠的自豪語氣高呼：「榮耀歸於上帝，只有他相信我能夠完成這樣偉大的工作，啊！所羅門！我已經勝過你了！」
但是不到20年，羅馬人的所羅門王最感驕傲的建築就被一場地震摧毀，圓頂的東半部倒塌。這位毅力驚人的君王又派人將其重新修復，仍能保持原來的華麗和光輝。在他統治第36年，查士丁尼舉行這座教堂的第二次奉獻大典，經過12個世紀以後，仍舊是他留名千古的宏偉紀念物。聖索菲亞教堂現在已經改建為主要的清真寺 ，它的建築形式為土耳其蘇丹所模仿，古老莊嚴的圓頂繼續激起希臘人的真心讚美，給歐洲的旅人帶來合乎理性的驚奇。訪客的視線只看到半圓頂和搭棚式的屋面，不由得感到失望，西邊正面是主要的入口，既不簡潔也不夠壯觀，整體規模不如幾所拉丁主座教堂。但是建築師首次建造一個飄浮在空中（空中樓閣式）的頂樓，大膽的設計和巧妙的施工讓人讚賞不已。聖索菲亞教堂的穹頂弧度非常微小，頂深只有直徑的六分之一，穹頂上開著24扇窗戶作為照明之用 。穹頂的直徑是115英尺，最高的中心位置掛著新月來替代十字架，從頂點到地面的垂直高度是180英尺。圓頂拼合的環狀體非常輕巧，坐落在4個堅固的拱門上面，拱門再由4個厚重的扶壁支撐，在北面和南面再用4根埃及花崗岩石柱加強。整個建築物的形狀像嵌在方盒裡的希臘十字架，實際的寬度是243英尺，最大長度是269英尺。從東邊的聖所到9個西門，打開以後通往中庭，再到禮拜堂的前廊或外部柱廊，柱廊是教堂中地位最卑下的場所，供悔罪者使用。教堂的中殿或稱大堂坐滿虔誠的會眾，但是兩性要分開，上方或下層的樓座比較隱秘，供婦女使用。在北面和南面扶壁之外，最靠後面的地方安置皇帝和教長的寶座，中間有一道欄杆從唱詩班的位置把中殿分為兩半。這裡開始到聖壇階梯的整片區域，是教士和領唱人做禮拜的地方。基督徒耳熟能詳的聖壇，坐落在東邊最神秘的所在，特別建造成半圓柱的形狀。這個神聖的地點有幾道門通往聖器室、法衣室、洗禮室以及相鄰的建築物，這些都能表現出禮拜儀式的排場，專供高級教士使用。
對過去災難的記憶使得查士丁尼做出一個明智的決定，除了用作房間的房門，新建築物不準使用任何木料。各個部分對材料的選用，要以堅固、輕巧和華麗為基本原則。支撐圓頂的實心扶壁，是用砂岩鑿削三角形和正方形的磚塊砌成，外面用鐵箍加固，中間的細縫灌鉛液和石灰，使磚塊緊密黏合在一起。頂樓的重量因採用質輕的建材得以大幅減輕，例如能夠浮在水面的輕石，以及來自羅得島的磚塊，重量只有普通磚的五分之一。建築物的整體結構全用磚塊這種常用的材料砌成，在外部再加上一層大理石。聖索菲亞教堂的內部，像是頂樓、兩個較大和六個較小的半圓頂、牆壁、上百根圓柱以及地面，全部用富麗堂皇和形形色色的圖案和繪畫來裝飾，就是蠻族看到也會心悅神怡。
有一位詩人 曾經見過聖索菲亞教堂早期金碧輝煌的景象，列舉出10或12種大理石、碧玉石和斑岩的色彩、光澤和紋理，表現出大自然的千變萬化，彷彿是一位技藝高超的畫家調製而成。基督的勝利用掠奪自異教的最後的寶藏加以裝飾，但是這些貴重石材的主要部分來自小亞細亞、希臘的島群和陸地、埃及、阿非利加以及高盧各地的採石場。羅馬一位虔誠的貴婦捐贈了8根斑岩石柱，原來是奧勒良奉獻給太陽神廟；以弗所討好皇帝的行政官員，呈送另外8根綠色大理石柱，全部都以體積碩大和色彩華麗而廣受讚譽。那些造型怪異的柱頭，無論任何式樣的建築都難以採納，令人嘖嘖稱奇。各式各樣的裝飾和圖畫用馬賽克表現出奇特的形狀，還有基督、聖母、聖徒和天使的繪像，都會使希臘人的信仰暴露在危險之中，全部受到土耳其狂熱分子的毀傷和塗抹。每件事物根據所賦予的神聖性質，有的用金銀打成很薄的葉片包在外層，有的用貴重金屬鑄成實體。唱詩班的欄杆、各種支柱的柱頭、門和樓座的裝飾，全部鍍銅，光彩奪目的頂樓使訪客眼花繚亂。聖所的裝修用去4萬磅白銀，祭壇的聖瓶和壇面用純金製成，上面鑲著價值連城的寶石。教堂的建築在進度還不到2肘尺的高度，就已經花掉45 200磅白銀，全部的費用是32萬磅白銀。每位讀者可按自己相信的程度，用黃金或銀兩的價格加以估算，就最低的標準而言也不會少於我