İstanbul’da büyük tahribata sebep olan 1894 depremi diğer anıtsal yapılarla birlikte Ayasofya’yı da etkiledi. Bunun üzerine 1897 de kısmen dökülen sıvalar ve mozaikler tekrar onarıldı.
1926 yılında Avrupa basınında Ayasofya’nın yıkılma tehlikesiyle karşı karşıya bulunduğu şekilde yayınlar yapılması üzerine bu işi ciddiye alan Türk hükümeti profesörlerden bir uzmanlar heyeti kurdu. Altı ay süren çalışmalardan ve temellere yapılan sondajlardan sonra yapının muazzam büyüklükte bir kaya üzerine oturduğu bu yüzden herhangi bir tehlikenin söz konusu olamıyacağı tesbit edildi. Buna rağmen bütün ihtimaller göz önüne alınarak zayıf görülen yerler tekrar takviye edildi. Esas kubbe yeniden demir bir çember içine alınarak kubbelerin kurşun örtüleri değiştirildi.
Cumhuriyetten sonra görevine bir müddet cami olarak devam eden Ayasofya Atatürk’ün isteği ve Bakanlar Kurulunun 2/1589 sayılı kararıyla eşsiz bir anıt olduğu ve bütün dünyaya yeni bir ilim müessesesi kazandıracağı gerekçeleriyle 24.XI.1934 tarihinde müze haline getirilmiş 1.Şubat.1935 yılında müze olarak ziyarete açılmıştır.
Ayasofya tarihi özelliklerinin yanı sıra mimarisiyle de dünyanın sayılı yapılarından biridir. Tüm hristiyanlar için taş ve tuğladan yapılmış bir bina değil mistik manâsı olan bir mabettir. Duvarları yeryüzünü kubbesi ise gökyüzünü temsil eder. 55.60 metre yüksekliğinde ve ortalama 31.36 metre çapındaki kubbesi devrinin bir mucizesi olarak nitelendirilmiş, dünyaca büyük yankılar uyandırmıştır. Ayasofya’nın kubbesi tam daire şeklinde değildir. Kuzey-güney çapı 31,87 metre Doğu-batı çapı ise 30,87 metre ölçülerindedir. Kubbe 1,1 metre genişliğinde 40 kaburgaya dayanır. Bu 40 kaburganın arasında ve alt kısımlarında 40 pencere vardır. Bu pencereler sayesinde bina bol ışık alır. Yapının ağırlığını 107 sütun taşır. Bu sütunlardan 40 tanesi aşağıda, 67 tanesi ise yukarıdadır.
Ayasofya’nın kapladığı alan kareye yakın dikdörtgen biçimindedir. Kubbeli bir bazilika tipinde yapılan binanın orta nefi 32,37 m. yan nefleri ise 18,20 ve 18,70 metre genişliğindedir. Apsisten imparator kapısına kadar olan uzunluğu ise 79,30 metredir. Bu ölçüye iç ve dış narteksler ile duvar kalınlıkları da eklenecek olursa tüm uzunluğu 99 metreyi bulur. İç narteks ise 60,90 metre uzunluğunda ve 10,50 metre genişliğindedir.
Ayasofya’nın zemin şeması bazilika anlayışına uygundur, fakat yapının örtü sistemi ile bazilikada rastlanan örtü sisteminden bütünüyle farklıdır. Burada büyük bir kubbenin yapılması daha çok merkezi plânlı yapıların özelliğidir. Ama Anadolu’lu iki mimar (Anthemius ile İzidoros) bu iki zıt mimari anlayışı aynı yapıda kaynaştırmayı ve bambaşka bir ahenk yaratmayı başarabilmişlerdir. Kubbeye geçişi sağlayan mimari elemanlardan pandantif de ilk defa büyük ölçülerde Ayasofya’da kullanılmıştır.
Abdülmecid döneminde (1839-61) Ayasofya’yı tamir eden Fossati mozaiklerin sıvalarını da temizlemiş hatta padişah mozaiklerin açık bırakılmasını istemişse de bu iş gerçekleşmemiştir. Bu sıralarda Salzenberg adlı Alman bir mimar yapıyı incelemiş, resimlerini yapmış Almanya’ya döndüğünde büyük albüm hazırlayarak mozaikleri tüm dünyaya tanıtmıştır. Fossati de bir albüm hazırlamış ve bu albümü Abdülmecit’e ithaf etmiştir.

            Bu tarihten sonra tekrar cami olarak görevine devam eden Ayasofya’nın dünyaca ünlü mozaikleri 1930-32 yıllarına kadar gözlerden saklı kaldı. Bu sıralarda Thomas Whittemore adlı bir Amerikalı mozaiklerin üzerini açmağa girişti ve ilk olarak nartekste imparator kapısı üzerinde yer alan mozaikleri ortaya çıkararak ilim dünyasında büyük yankılar uyandırdı. Böylece başlayan çalışmalar daha sonraları Amerikan-Bizans Enstitüsü ve Underwood tarafından da sürdürüldü. Yapı 1934 de müze haline getirildikten sonra bu çalışmalara daha da hız verilmiş, Fossati’nin notlarında bahsettiği mozaiklerin bir kısmı bulunmuş bir kısmı ise bulunamamıştır. Bu mozaiklerin ne olduğu bilinmemekle beraber 1894 depreminde tahrip oldukları düşünülebilir.
Bugün Ayasofyayı süsleyen figürlü mozaiklerin hiç biri 6.yy.dan kalmış değildir. 726-842 tarihleri arasında cereyan eden ikonoklazma (tasvir düşmanlığı) dönemi sırasında bütün mozaikler tahrip edilmiş daha sonraki yıllar yeniden yapılmıştır.
            Figürsüz mozaiklerin ise büyük bir ihtimalle devrinden kaldığı sanılmaktadır.

AYASOFYA’NIN GEZİLMESİ
            Ayasofyanın dış kapısından girdiğimizde sağ tarafımızda I. Mahmud tarafından yaptırılmış bulunan güzel bir şadırvan görürüz. Türk mimarisinin en güzel örneklerinden olan bu şadırvanın her bir tarafında yer alan kemerlerin hem içinde hem dışında eski Türkçe yazılmış yazılar vardır. Şadırvanı örten kubbe saçağında ise renkli kalem işleri yer almıştır. Türk başlıklarıyla son derece cazip olan bu şadırvanı gördükten sonra isteyenler eski Ayasofyanın temellerini ve bu temellerde çıkan bazı sütun başlıkları ile sütun parçalarını görmek için sol taraftan dolanıp bahçedeki kalıntıları inceleyebilirler. Ayrıca burada çeşitli yerlerden getirtilen lahitler ile bir ambon da dikkati çeker. Eski temel kalıntısı yerinde görülen firizlerdeki kabartma kuzu motifleri havarileri temsil etmektedir.
            Çiçekler ve ağaçlarla süslü bu bahçeden Ayasofyanın duvarlarına bakarak yeni düzenlemeye göre giriş kapısından bu görkemli yapıyı gezmek için içeriye girelim. Sağımızda eski giriş, şimdi çıkış olan tunçtan dövme olarak yapılmış ve hellenistik bir mabetten alınarak buraya takılan yan giriş kapısı görülür. Bu kapının imparator Mikhael döneminde getirildiği söylenmektedir.
            Bu kapının tam karşısındaki kapının üzerinde nefis bir mozaik pano görülür. Altın yaldız mozaikli bu panoda ortada süslü bir taht üzerinde oturan Meryem kucağında İsa’yı tutmaktadır. Ayaklarının altında yer alan ayak iskemlesinde gümüş mozaiklerin kullanılması bu kompozisyonun en ilginç taraflarındandır. Meryem’in iki tarafında ayakta yer alan imparatorlardan Jüstinyanus mabedin, Konstantin ise şehrin maketini Meryem’e takdim etmektedir. X.yy.a ait bu kompozisyonda görülen yazılar figürlerin isimlerini belirler.
            Burada ikinci bir tunç kapı ile 60, 90x10,50 m. ebadında bir koridora geçilir. Burası Ayasofya’nın iç