گنبد سلطانیه در قسمت جنوب غربی کهن دژ ( ارگ سلطنتی) قرار دارد این بنا در دوره حکومت سلطان محمد خدا بنده ،اولجایتو، در فاصله سالهای هفتصد و چهار تا هفتصد و دوازده ه ق احداث شده است این بنا هشت ایوان مرتفع و نزدیک به پنجاه اتاق و فضای ویژه اتاق مانند دارد ، سنگینی گنبد دویست تنی بر روی جرزها که سطح مقطع هر کدام پنجاه متر مربع میباشد ،استوار شده است،ملاط این بنا مخلوطی از گچ و مقدار اندکی آهک است. گنبد سلطانیه، سه طبقه مشخص دارد، طبقه همکف ایوان های هشت گانه را در خود جای داده است، طبقه اول دارای دهلیزهای ارتباطی است که دور تا دور بنا را احاطه کرده اند.
در طبقه آخر، پا طاق گنبد و پایه های هشت ضلعی مناره ها قرار دارند، ورودی سردابه در ایوان ضلع جنوبی قرار گرفته است طرح سردابه بسیار پیچیده و شامل هفت واحد حجمی است که با یکدیگر ارتباط فضایی ندارند ، عمده ترین عنصرهای تزئیناتی گنبد سلطانیه عبارتند از تزئینات آجری ، گچبری ، کتیبه نویسی و کاشیکاری که همگی با هم و با هماهنگی جالب توجهی سامان یافته اند طولانی ترین کتیبه این بنای تاریخی کتیبه ای است که در فاصله سیصد و شصت سانتیمتری از کف گنبد نوشته شده و به سوی ایوانها و جرزها ادامه یافته است در این کتیبه سوره فتح به خط زیبای ثلث نوشته شده است، در طبقه دوم کتیبه ای وجود دارد که در آن آیه صد و بیست و پنج سوره مبارکه بقره به خط کوفی نوشته شده است.