Segundo Sas-Zaloziecky, os principais elementos técnicos para essa arquitetura já existiam em Roma, e a Igreja de Santa Sofia, por exemplo, não apresenta nenhum aspecto arquitetônico que não possa ser encontrado em algum edifício romano. Sem dúvida, a construção mais característica e monumental por suas dimensões, é o Panteon de Agripa, primeira construção com cúpula autosuportante, que descansa sobre um tambor cilíndrico. Este templo se identifica com uma linha arquitetônica que prefere as abóbadas cilíndricas, ou com naves circulares, e grandes cúpulas, que, havendo herdado muitos elementos do Oriente, passou por transformações, tornando-se modelo para os edifícios paleocristãos e bizantinos.


Os arquitetos bizantinos mantiveram o formato arredondado não colocando o tambor (grande arco circular sobre o qual se assenta a cúpula) diretamente sobre a base quadrada. Em cada um de seus lados ergueram um arco, sobre os quatro arcos colocaram um tambor e, sobre este, com simplicidade e segurança, a cúpula. Os arquitetos bizantinos conseguiram opor a uma construção quadrada uma cúpula arredondada, com o uso do sistema de pendentes, "triângulos" curvilíneos formados dos intervalos entre os arcos e que constituíam a base sobre a qual era colocado o tambor.
A planta de eixo central, ou de cruz grega (quatro braços iguais), se impôs como conseqüência natural da utilização da cúpula. Os pesos e forças que se distribuíam por igual na cúpula, exigiam elementos de sustentação também distribuídos por igual, e essa disposição ocorria menos facilmente na planta retangular ou de cruz latina, com braços desiguais.
Os arquitetos orientais, da escola ocidental, herdaram os princípios da arquitetura romana dando-lhe um matiz inteiramente próprio, de acordo com suas próprias necessidades litúrgicas ou estéticas.
Os edifícios cupulados bizantinos podem ser divididos em três tipos:
1. Cúpula sobre plano circular, forma similar ao Panteon de Agripa
2 Cúpula sobre plano octogonal, como San Vitale en Ravenna, que é um desenvolvimento do terceiro tipo.
3. Cúpula sobre plano quadrado, solução que se pode encontrar já no século VI e que permanece até os nossos dias. A este último gênero pertence, por exemplo, a Catedral de Edessa.
Para passar desde a forma quadrada a circular, se utilizam quatro triângulos semi-esféricos que se situam em cada ângulo do cubo: são as conchas. Esta solução já era conhecida no Império Romano. Bizâncio, entretanto, não o copia servilmente, o assume criativamente como uma referência que irá moldar ao seu estilo particular.
A difusão desta solução que combina as plantas centrais cupulada e basilical no tempo e no espaço, demonstra o enorme êxito destas novas formas arquitetônicas. Em torno do mar Egeu, Grécia, Ásia Menor, Trácia e Armênia, se focalizará o primeiro grande núcleo desta difusão.


Durante a dinastia dos Comnenos (1057-1204) se introduzirá inovações que enriquecerão o estilo bizantino. Entre elas, podemos destacar, a redução do diâmetro das cúpulas, que ganham em altura e afinam sua silhueta. Enquanto isso, se multiplicam a quantidade de cúpulas em cada edifício. Mistra, no Peloponeso, construída entre os séculos XIII e XV, representa um particular desenvolvimento das formas arquitetônicas bizantinas, combinando a planta basilical com a central, a cúpula e a trichora. A Rússia se constituirá em outro ponto, que será fortemente influenciado por Bizâncio, desde sua conversão ao cristianismo em 988. A arte bizantina ganhou assim uma província a mais, cujos limites irão estender-se de forma inesperada. A primeira igreja russa, Santa Sofía de Kiev, levantada por arquitetos bizantinos, é, fundamentalmente, um cruzeiro com cúpula central e múltiplas naves, cada uma arrematada em uma abside.
Em todas as construções derivadas da arquitetura bizantina, além das inovações - ampliação das cúpulas, multiplicação destas e das naves, entre outras - é possível descobrir sua origem na combinação das plantas basilical e central. Assim a cúpula é sempre o elemento característico.
A igreja bizantina, está construída em função de seu interior. A chave para se compreender a arquitetura bizantina está no que se chama "a estética do sublime" em contraposição à "estética do belo", predominante no mundo clássico. Enquanto a primeira têm como objetivo comover a alma, a segunda aos sentidos; uma é interior, e a outra exterior. Ambas estão presentes na arquitetura bizantina, entretanto é a primeira concepção estética a que predomina.
Existe uma expressão exterior, material, do sublime, onde predomina a dimensão e com ela a evidência da força, e outra expressão mais interior, mais espiritual, onde dominam a profundidade e a qualidade da força. O Deus dos cristãos não é apenas força, é também amor infinito, e a morte de Cristo, sacrifício sublime, exige uma representação sublime. O contraste entre um exterior simples e austero, que não produz emoção estética alguma, e o interior surpreendentemente rico em ornamentação, ilustra essa concepção arquitetônica.
Não se trata, como no mundo clássico, de fazer a casa de Deus sobre o modelo da casa do homem, deve ser, ao contrário, um universo em miniatura, já que ali habita o Deus único. Segundo o patriarca Germá, "a igreja é o céu terrestre no qual o Deus superior habita e passeia. Isso significa que o templo é um lugar santo, independentemente da presença ou ausência dos fiéis, a presença de Deus habita ali". A "Domus Dei" é pois, uma imagem do cosmos, verdadeira morada do Deus onipresente e onipotente.
A contemplação desta arquitetura, entretanto, não deve se traduzir meramente em gozo estético, pois se trata de um gozo místico, da arte dirigida ao espírito, da alma do espectador que, iluminada, extasiada e leve, se eleva às alturas.