Югославский теоретик архитектуры Д. Петрович по поводу сочетания теории с практикой строительства отмечает, что все прежние знания классического периода глубоко почитались и сознательно не подвергались изменению, и только математика считалась совершенствующейся наукой; строители, бывшие одновременно математиками, вводили новшества в формы византийской культуры и создавали конструкции, которые невозможно было задумать без глубочайшего знания механики и математики. Знаменитые геометры эпохи Юстиниана—Эвтоций, Исидор и Анфимий — развивают старые традиции и вносят в формы византийской архитектуры ряд геометрических элементов.
Византийским зодчим был знаком трактат Витрувия со всеми рекомендациями, касающимися вопросов экономики строительства. Известен и написанный на рубеже VI—VII вв. оригинальный труд епископа Исидора «20 книг начал, то есть истинных знаний», в котором содержатся сведения по архитектурно-строительному делу. И хотя этот труд в большой мере основывается на трактате Витрувия, в нем отражены также потребности византийского времени.
Архитектура Византии заимствовала у классического Рима не только все прежние знания, но и практические достижения, в частности, в области арочно-сводчатых конструкций. Однако бетон, хорошо известный Риму, не был воспринят Византией. Основным строительным материалом стал плоский кирпич-плинфа, наиболее употребляемый размер которого был 35,5X35,5X5,1 см. В восточных областях Закавказья, богатых карьерами известняка туфа, применялась кладка из тесаных камней на створе. В целях придания большой прочности и гидравлической стойкости в известь, используемую растворе, примешивали мелко истолченный кирпич-мянку. Цемяночный раствор быстро схватывался; позволяло возводить своды и купола без применения дорогостоящих лесов по древневосточному обычаю. Наружная поверхность стен обычно не штукатурилась.