Die Hagia Sophia (Ayasofya) war zunächst die Hauptkirche des oströmischen bzw. byzantinischen Reiches, dann – gleich gegenüber dem Topkapı-Palast gelegen – die Hauptmoschee der Osmanen. Ihr Bau war von hoher Bedeutung für die frühe orthodoxe Christenheit und das Byzantinische Reich und ist zudem das erste Beispiel einer spezifisch byzantinischen Architektur.
Kaiser Justinian I. gab dem Architekten Anthemius von Tralles und dem Mathematiker Isidorus von Milet den Auftrag zum Bau der riesigen Kathedrale. Zehntausende von Arbeitern stellten sie innerhalb von nur fünf Jahren fertig. Am 26. Dezember 537 wurde sie geweiht.
Durch Erdbeben wurde die Kathedrale im Laufe der folgenden 1.500 Jahre mehrfach schwer beschädigt. Jedes Mal wurde sie jedoch wieder aufgebaut und weiter verstärkt.
Nach der osmanischen Eroberung Konstantinopels durch Sultan Mehmed II. Fatih am 29. Mai 1453 wurde die Kathedrale in eine Moschee umgewandelt. Insgesamt vier Minarette wurde im Laufe der Zeit hinzugefügt. Auf Anregung Atatürks, des ersten Präsidenten der jungen Republik Türkei, wurde sie 1932 in das heute bestehende Museum umgewandelt und die typisch byzantinischen Mosaiken wieder freigelegt. Sie besticht heute durch eine interessante Kombination antiker byzantinischer Elemente mit prachtvoller muslimischer Ornamentik.