Každého návštevníka už z diaľky upúta výrazná kupola, ktorá sa týči vo výške 30 metrov. Keď sultán Murad II. dobyl v roku 1430 Solún, bola Agia Sofia prestavaná na mešitu. Stavba je v tvare gréckeho rovnostranného kríža. Pred chrámom sa nachádza úchvatný park s obrovskými palmami. Fasáda kostola síce pôsobí trochu schátrane, ukrýva však veľkolepo zdobený interiér tak, ako sa na významnú katedrálu patrí. Nádherné maľby, mozaiky a bohaté zdobenia.
V obrovskej kupole sa nachádza prekrásna zlatá mozaika, ktorá vyobrazuje nanebovstúpenie Ježiša Krista s nápisom "Muži z Galileje, čo tu stojíte a pozeráte k nebu?". Ďalšie motívy predstavujú dvanásť apoštolov a Pannu Máriu s dvoma anjelmi. V apside narazíte na ďalšiu ohromujúcu mozaiku, ktorá zachytáva Pannu Máriu na tróne.
Agia Sofia je od roku 1980 zapísaná na zozname svetového dedičstva UNESCO.