کاشیهای طلایی رنگ و منقش و هشت گوش تربت خانه و ازاره های آن از لحاظ هنر کاشی پزی فوق العاده ممتاز و کم نظیر است.
پلان بنا در رقوم همکف و طبقه اول با فضاهای اطراف مرتبط با گنبد، نزدیک به مستطیل و ادامه مجموعه در طبقه دوم و سوم دارای پلان هشت ضلعی است. این بنا از سه فضای گنبدخانه، تربتخانه و سردابه تشکیل شده است. [«خوب، بد، زشت» گنبد سلطانیه]
گنبد آرامگاه اولجایتو، با ارتفاع 50/48 متر و قطر دهانه 40/24 متر، بزرگترین گنبد تاریخی در ایران و بزرگترین گنبد آجری در جهان میباشد.
این گنبد نخستین گنبد دو جداره در جهان است که نمیتوان نمونهای قدیمیتر از آن در جهان یافت. ضخامت گنبد 160 سانتیمتر و فضای خالی بین دو پوسته 60 سانتیمتر است.
سیستم دو جداره بودن گنبد در ارتباط با مسایل ایستایی قابل بررسی است. به طوری که به لحاظ بالا بودن مقاومت بنا در لنگرهای خمشی و برشی، آن را توخالی و بنا را در مقابل زلزله آسیبناپذیر کرده است.
در فضای گنبدخانه، 8 جرز سنگین با عرض 78/6 متر قرار دارد که وزن 1600 تنی گنبد را به شالودهها منتقل میکنند. سطح مقطع هر کدام از این جرزها حداقل 50 متر مربع و بار وارده بر آن 200 تن محاسبه شده است.