گنبد دارای ارتفاع ۴۸٫۵ و قطر دهانه ۲۵٫۵ می‌باشد که در سال ۷۰۳ (ه. ق) به دستور الجایتو (سلطان محمد خدابنده) جهت انتقال جسد علی ابن ابیطالب امام اول شیعیان از نجف به سلطانیه ساخته شد.این بنا در مدت ۱۰ سال توسط ۳۰۰۰ نفر کارگر ساخته شد.
تزیینات و نحوهٔ ساخت این مقبره در واقع نقطهٔ عطفی در معماری آن دوران بوده به این شکل که سبکی جدید را در معماری به‌وجود آورده که ازمعماری سلجوقی منفک شده‌است.
این بنا شامل ۸ ایوان و ۸ مناره است که گفته می‌شود از ۸ در بهشت (ابواب البر یا درهای نیکی) الگو گرفته است. شامل دو دوره تزئینات می‌باشد دور اول تزئینات آجر وکاشی بوده است که به واسطه آجر و کاشی آیاتی از قرآن کریم کتاب آسمانی مسلمانان و ذکر نام خداوند و اسامی پیامبر اسلام و امام اول شیعیان و نام پادشاه نوشته شده است اما بعد از مدتی به دلیلی نامعلوم پادشاه (سلطان محمد خدابنده) دستور پوشانیدن تزئینات کاشی با اندود گچ را می‌دهد که مانند تزئینات کاشی به واسطه نقاشی روی گچ آیاتی از قرآن کریم کتاب آسمانی مسلمانان و ذکر نام خداوند و اسامی پیامبر اسلام و امام اول شیعیان و نام پادشاه نوشته شده است.
گنبد سلطانیه شامل سه بخش اصلی ورودی، تربتخانه و سردابه‌است.
پادشاه الجایتو پس از نومید شدن از انتقال جسد علی، از خاک نجف و کربلا به سلطانیه انتقال داد و در ساخت قسمتی از گنبد استفاده کرد که به تربتخانه مشهور است. پادشاه وصیت کرده بود که در سردابه دفن شود. الجایتو ۲ سال بعد از اتمام ساخت گنبد در سن ۳۴ سالگی بر اثر بیماری درگذشت
سردابه محل دفن پادشاه است اما عده‌ای از مورخان اینگونه نوشته‌اند که پادشاه در محلی غیر از سردابه دفن شده است.
گفته می‌شود در ساخت گنبد بزرگ شهر فلورانس از این گنبد الگوبرداری شده‌است.بنای این گنبد که بعد از گنبدهای سانتاماریا دلفیوره و ایاصوفیه سومین گنبد بزرگ دنیاست.
مطالب جالب
طرح ساخت طولانی‌ترین پل تمام یخی جهان
معماری منارجنبان اصفهان;بنایی که آرامگاه را به لرزش در می آورد
نگاهی به معماری مهندسی پل طبیعت تهران