گنبد سلطانيه در قسمت جنوب غربي كهن دژ (ارگ سلطنتي) قرار دارد . اين بنا در دوره حكومت سلطان محمد خدابنده ، اولجايتو ، در فاصله سالهاي هفتصد و چهار تا هفتصد و دوازده ه.ق احداث شده است . اين بنا هشت ايوان مرتفع و نزديك به پنجاه اتاق و فضاي ويژه اتاق مانند دارد ، سنگيني گنبد دويست تني بر روي جرزها كه سطح مقطع هر كدام پنجاه متر مربع ميباشد ، استوار شده است ، ملاط اين بنا مخلوطي از گچ و مقدار اندكي آهك است . گنبد سلطانيه ، سه طبقه مشخص دارد ، طبقه همكف ايوان هاي هشت گانه را در خود جاي داده است ، طبقه اول داراي دهليزهاي ارتباطي است كه دور تا دور بنا را احاطه كرده اند .
در طبقه آخر ، پا طاق گنبد و پايه هاي هشت ضلعي مناره ها قرار دارند ، ورودي سردابه در ايوان ضلع جنوبي قرار گرفته است طرح سردابه بسيار پيچيده و شامل هفت واحد حجمي است كه با يكديگر ارتباط فضايي ندارند ، عمده ترين عنصرهاي تزئيناتي گنبد سلطانيه عبارتند از تزئينات آجري ، گچبري ، كتيبه نويسي و كاشيكاري كه همگي با هم و با هماهنگي جالب توجهي سامان يافته اند  . طولاني ترين كتيبه اين بناي تاريخي كتيبه اي است كه در فاصله سيصد و شصت سانتيمتري از كف گنبد نوشته شده و به سوي ايوانها و جرزها ادامه يافته است در اين كتيبه سوره فتح به خط زيباي ثلث نوشته شده است ، در طبقه دوم كتيبه اي وجود دارد كه در آن آيه صد و بيست و پنج سوره مباركه بقره به خط كوفي نوشته شده است .