گنبد سلطانیه بزرگترین گنبد آجری جهان و مقبرهٔ اولجایتواست که نام خود را به سلطان محمد خدابنده تغییر داد و از آثار مهم دوره ایلخانیان به حساب می‌آید.
این بنا مسجدی است بسیار زیبا از حیث معماری و تزیین و بزرگی در دنیا مشهور است. گنبد مزبور در پنج فرسخی سمت شرقی شهر زنجان در داخل باروی شهر قدیم سلطانیه قرار گرفته و بنایی است هشت ضلعی که طول هر ضلع آن ۸۰ گز است. هشت مناره نیز در اطراف گنبد دارد. و قدیمی‌ترین گنبد دوپوش موجود در ایران است. رنگ گنبد آبی است. بر روی این اضلاع گنبد بلندی قرار گرفته که ارتفاع آنرا ۱۲۰ گز نوشته‌اند. در قسمت بالایی آن ساختمان دور تا دور اطاقها و غرفه‌ها ساخته‌اند. خود گنبد از کاشی‌های فیروزه‌ای رنگ پوشیده و سقف داخل اطاقهای بالا با گچ‌بری‌های و آجرهای رنگارنگ تزیین یافته‌است. در حاشیه طاقها آیات قرآنی واسماالله با خط جلی نوشته شده‌است. حکاکی‌هایی در آجرهای دیوارها و سقف‌های رنگین بنا نیز دیده می‌شود.
نمای داخلی گنبد سلطانیه 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 از معماری سلجوقی منفک شده‌است.
ساخت این گنبد در سال ۷۰۲ هجری قمری به دستور الجایتو در شهر سلطانیه، پایتخت آن زمان ایلخانیان آغاز شد و در سال ۷۱۲ هجری قمری به اتمام رسید.
دالان‌های تودرتویی در سردابهٔ این بنا موجود است که حدس زده می‌شود برای اجرای مراسم خاصی به کار می‌رفته. حتی حدس می‌زنند که سلطان محمد خدابنده پس از مدتی از اسلام روی برگردانده و دوباره به اصل خود برگشته و شمن شده و این دالان‌ها و فضاها برای اجرای مراسم مذهبی خاص پس از مرگ وی بوده‌است. البته جسد وی نیز به جای دفن در سردابه، در کوه‌های اطراف دفن شده‌است.
گنبد سلطانیه در شهر سلطانیه قرار دارد و در فهرست آثار میراث جهانی به ثبت رسیده‌است و شامل سه بخش اصلی ورودی، تربت‌خانه و سردابه‌است.
گفته می‌شود در ساخت گنبد بزرگ شهر فلورانس از این گنبد الگوبرداری شده‌است. بنای این گنبد که بعد از گنبدهای سانتامارینا و ایاصوفیه سومین گنبد بزرگ دنیاست.
