Uzun süren meslek hayatı boyunca Sinan, yapılarında en çok kubbe mimarisi ile meşgul olmuştur. Kubbe, ünlü mimar tarafından cami, hamam, türbe ve diğer yapılarda defalarca kullanılmış en önemli mimarî elemanıdır. İlk devir Osmanlı mimarisinde sık kullanılan kubbenin, Selçuklulardan daha eski zamanlara, yer olarak da daha doğuya, ta Türkistan’a kadar uzandığını görmek mümkündür. Dolayısıyla Sinan’dan önce kubbe, birçok Osmanlı mimarı tarafından zaten denenmiştir. İstanbul’da inşa edilen Bayezid Camii’nde (1500-1505), 18 m. çapındaki ana kubbe, iki yarım kubbe ve sekiz kubbeyle örtülmektedir. Ana kubbeyle birlikte iki yarım kubbe kullanıldığı için, özellikle batılı araştırıcılar tarafından, Ayasofya’nın tekrarı olarak kabul edilmiştir. Oysa Bayezid Camii’nin, Ayasofya’daki statik hatalardan tamamen arındırılmış bir taşıyıcı sisteme sahip olduğu göz ardı edilmiştir. Daha açık bir ifadeyle Türk mimarları Ayasofya’daki hatayı anlayıp, benzer hatalara düşmemeyi, Sinan’dan daha önceleri anlamışlardır. Dolayısı ile Sinan, ilk büyük eseri olan Şehzade Camii (1543-1548)’ni uygularken, Bayezid Camii sayesinde Osmanlı mimarisi Ayasofya ile olan hesaplaşmayı daha önce zaten tamamlamıştır.
Sinan ise Şehzade’de, ana kubbeyi dört yarım kubbeyle çevirerek, köşeleri birer kubbeyle örtmüş, böylece hem planda, hem de hacim ve mekân düzenlerinde mutlak sayılabilecek bir merkeziliğe varmıştır. Bu bakımdan Ayasofya’nın ulaşmak istediği en ideal düzeyin, Şehzade’nin daha ötesine geçemeyeceği anlaşılmıştır.
Mimari dehasının yanı sıra mühendislik bilgisini de konuşturan Sinan, cami tasarımlarında uyguladığı merkezi kubbeyi, gelişmesinin en son noktasına ulaştırarak, aşılması mümkün olmayan bir başarıya imza atmıştır. Kısacası Sinan kubbeyi zirveye taşımıştır. Kubbeyi iç ve dış mimarinin tek elemanı kabul eden Osmanlı mimarisi, ifade gücünü, kubbeler kompozisyonuna dayandırmayı tercih etmiştir.
Bu yöndeki gelişmenin, 16. yüzyılda Sinan ekolünün inşa ettiği bütün camilerde sürdüğünü görmek mümkündür. Özellikle Sinan, merkezî kubbeyi, dinî mimarî örneklerinde birçok varyasyonu deneyerek, belli bir rasyonel sonuca ulaştırmak istemiştir. Dört, altı ve sekiz ayak üzerine oturttuğu kubbe, iç mekân bütünlüğünü ve dış görünüş yalınlığını da sağlayan büyük usta, Edirne’deki Selimiye camisinde amacına ulaşmıştır.