Diğer selâtin camileri gibi ayrıntılı ve geniş bir külliye planı içinde olmamakla birlikte çevresindeki birkaç yapı içinde beliren Selimiye, İstanbul’daki Fâtih ve Süleymaniye külliyelerine göre bulunduğu alanın odak yapısı olarak daha fazla dikkati çekmekte, oldukça düz bir topografyada yer alması da onu her yönden ve çok uzaklardan farkedilir hale getirmektedir. Bir ova şehri sayılan Edirne’de 70 m. kadar bir yükselti teşkil eden alanda Üç Şerefeli, Eskicami ve biraz daha uzakta Murâdiye Camii ile birlikte şehir peyzajına eklenen Selimiye, gerek Rumeli istikametinden gerekse İstanbul’dan Edirne’ye yaklaşırken kendini farkettirmekte, 10-15 km. mesafeden minareleri, daha da yaklaştıkça kubbesiyle ve bütün kütlesiyle belirmektedir. Sinan, İstanbul gibi denizden görünüş avantajları ve güçlü yükseltileri olmayan bir şehirde isabetli yer seçimi konusundaki maharetini bir defa daha göstermiştir.

Osmanlı mimarisinin ulaştığı en yüksek düzeyi temsil eden Selimiye Camii, 130 × 190 m. ölçüsünde düzgün dikdörtgen biçimindeki avlunun ortasında birkaç basamakla yükseltilmiş bir zemin üzerinde yer almaktadır. Kuzeyde bulunan revaklı avlu ile harim bölümü yaklaşık aynı büyüklükte (60 × 44 m.) dikdörtgen alanlara oturmaktadır. Sarımtırak renkte kesme taş malzeme ile inşa edilmiş olan yapıda pencere ve kemerlerde iki renkli taş malzeme kullanımıyla cepheler hareketlendirilmiştir. Sekiz destekli merkezî kubbeli yapıda mihrap bölümü güneye doğru çıkıntılı biçimde ele alınmıştır. Caminin harim bölümü dıştan doğu, batı ve güney yönünde farklı büyüklüklerde, sivri kemerli açıklıklı galerilerle çevrelenmiştir. Yan cepheler ikişer payanda ile üçe bölünmüş olup her bölüm üçlü düzende kemer ve pencerelere sahiptir. Alt sırada sivri kemerli açıklıklı galeriler, üstte sivri kemerli alınlıklı ve dikdörtgen açıklıklı pencereler, en üstte sivri kemerli ve geometrik şebekeli pencereler yer almıştır. Kuzey yönündeki üçlü kemer açıklığında camiye geçişi sağlayan yan kapılar vardır. Diğer iki kemerli galerinin önünde ajurlu, geometrik şebekeli taş korkuluklar bulunmaktadır. Güneydeki galerilerin dışa açılan birer kapısı mevcuttur. Cepheyi bölen payandalar ise altta mukarnaslı niş, üstte iki pencereyle hareketlendirilmiştir. Güneyde köşeleri pahlı mihrap çıkıntısının iki yanında yer alan bir büyük, bir küçük kemerli dizi ve ajurlu pencerelerle hareketlendirilen galeriler yalnızca bu yapıda görülür. Merkezî kubbenin etrafında bulunan sekiz ağırlık kulesi daha alt kademede payanda kemeriyle kubbenin yükünü duvar payandalarına aktarmaktadır. Kubbe eteğinde dört köşedeki eksedralarda, mihrap yarım kubbesinde ve cephelerin üst kısmındaki sivri kemerler içinde yuvarlak kemerli pencereler vardır. Selimiye’de iç mekân genişletilirken ikinci derecedeki mekânlar orta hacimden koparılmamış, alt kat ve üst kat galerileri, mihrap duvarında oluşturulan derin sofa orta mekâna doğru yönlendirilirken her unsur merkezî mekânın bütünlüğüne katılmıştır.

Harimde altısı serbest, güney yönünde ikisi mihrap bölümünün köşelerinde yer alan ve onikigen sekiz pâyeye oturan merkezî kubbe 31,30 m. çapında ve 42,25 m. yüksekliğindedir. Altı serbest pâyenin ikisi kuzeyde, dördü yanlardaki duvarlara yaklaştırılmış olup ortadaki büyük alan merkezî kubbe altında bölünmeden toplanmıştır. Böylece merkezî planda geniş ve ferah bir mekân bütünlük içinde elde edilmiştir. Serbest pâyeler duvar pâyelerine küçük kemerlerle bağlanmış, duvar pâyeleri arasında önleri sütunlu ve kemerli üst katta mahfiller elde edilmiştir. Daha üstte geniş sivri kemerlerle beden duvarları kademelendirilerek içe doğru çekilmiş ve köşelerde birer eksedraya yer verilmiştir. Pâyeler üstte sivri kemerlerle birbirine bağlanmış, kemer araları mukarnaslarla dolgulanarak üzerine ana kubbe yerleştirilmiştir. Yalnızca mihrap yönünde ana kubbeyi taşıyan kemerin altında sivri kemerle ana mekâna bağlanan mihrap yarım kubbesi köşe eksedralarından bir kademe aşağıda ele alınmıştır. Buradaki yarım kubbeye de mukarnaslı dolgularla geçiş sağlanmıştır.

İnşaat sürecinde önce ayaklardan ilk dördü karşılıklı kemerlerle kilitlenmiş, daha sonra diğerleri üzerine kemerler atılarak iskelet tamamlanmıştır. Bu ilk dört ayak kubbe ağırlığını bina köşelerindeki beden duvarlarına aktaran, dışta payandalarla desteklenen unsurlardır. Mihrap sofasının iki yanındaki ayaklar kısmen beden duvarlarına gömülmüş olduğundan bunların serbest destek kimliği ustaca gözden saklanmış, girişin iki yanındakiler farklı seviyelerde beden duvarlarına bağlanarak geri çekilmiştir. Sekiz ayağı yanlardan destekleyen kademeli payandalar beden duvarlarına gömüldüğünden hem içeride hem dışarıda etkisi hafifletilmiş unsurlardır. İçte iskeleti oluşturan sekiz ayağın araları kemerlerle geçilirken bu çözümün dışa yansıması tekdüzeliği ortadan kaldıran yeni bir buluşla sunulmuştur. Aynı büyüklükteki kemer dizilerini sekiz defa tekrarlamaktansa çok sayıdaki pencerenin sivri kemer birimiyle küçük yarım kubbeler aynı yatayda alternatif dizilmiş, böylece cephenin en üst kesiminde hareketlilik sağlanmıştır. Bir başka deyişle ayak-kemer bağlantısının kaçınılmaz tekrarı olduğu gibi dışa vurulmamış, iki farklı unsurun nöbetleşe sıralanmasıyla görsel anlatımda yeni bir zenginlik fırsatı elde edilmiştir. Merkezî kubbeden başlayarak kademeli bir şekilde aşağıya doğru genişleyen yarım kubbe ve kemerlerin birbirini tamamlamasıyla dışarıdan kat farklılıkları şeklinde gözüken unsurlar gözü hareket ettirirken herhangi bir aksama ya da tereddüde yer vermez. Kubbede büyük ölçülere ulaşılabilmiş diğer yapılardan farklı olarak düşeyliğin hâkim olduğu kütlenin tektonik güçlerini karşılayan iskelet farklı büyüklükteki yarım küre ve kemerleri esas alan biçimlerle bütüne bağlanmıştır.

Sinan’ın ileri bir yaşta tamamladığı bu yüce kompozisyon ölçü, değer ve oranlarıyla “en büyük”leri üzerinde toplamakla kalmamış, büyük mimar önceki ve sonraki örneklerine göre çarpıcı ölçüleriyle dikkati çeken ve mimarinin bütününe katılan diğer unsurlarla üstün bir düzen tasarımı içinde birleşen tek kubbeyi yalın geometrisiyle son defa en etkili biçimde hissettirmiştir. Şehzade ve Süleymaniye camilerine göre küçültülmüş yarım kubbeler arasından yükselen ana kubbenin böylesine güçlü ve rakipsiz ifadesi o günlerdeki teknoloji ve yaratıcılığın ortak simgesi gibidir. Mekân bütünlüğüne ulaşma çabalarının zirvesi olan Selimiye, Süleymaniye dahil bütün sultan camilerini ve Ayasofya’yı gerilerde bırakmış, bu özelliğiyle dünya sanat tarihine geçmiştir.