گنبد سلطانیه در کنار آثار بزرگی مثل تخت جمشید، ارگ بم، میدان نقش جهان در میان آثار ایرانی ثبت شده در فهرست گنجینه‌های جهانی قرار دارد. بزرگترین گنبد تاریخی ایران و بزرگترین گنبد آجری جهان تنها سرآغاز لیست بلندبالایی است که این گنبد را توصیف می‌کند.
 شهر سلطانیه، در قرن 8 پیش از میلاد محل زندگی قوم ساکاراتی بوده و شاهان ماد آن را اریباد و ارساس می نامیدند، اما از آن تاریخ تا دوره مغول هیچ خبری از سلطانیه در تاریخ ایران نیست. تا پیش از آن که سلطان محمد خدابنده شهر را تبدیل به مرکزی پررونق و تجاری کند، این محل شهریاز یا شهریار خوانده می شد.
گنبد سلطانیه از هر نظر بنایی منحصر بفرد و شگفتی ساز است اما ظاهرا آن را با الهام از مقبره سلطان سنجر در مرو طراحی کرده اند با این تفاوت که مقبره سلطان سنجرمربع است در حالیکه سلطانیه 8 ضلع است.
این گنبد به حدی در دوره خود معروف بود که 100 سال پس از ساختن آن گنبد کلیسای سانتا ماریا دل فیوره فلورانس را با الهام از آن ساختند. رنگ اصلی در تزیین بنا آبی است که از آبی کمرنگ و آسمانی تا فیروزه ای و حتی سبزآبی سیر در کل آن دیده می شود. بنا دارای 3 در ورودی است که اکنون در اصلی مسدود است. همچنین 8 پلکان مارپیچ طبقات را به هم وصل می کند. بالای چهار ایوان اصلی بنا، چهار پنجره بزرگ وجود دارد.
 
  گنبد سلطانیه از نظر حجم، سبک معماری، رابطه فضاها، تناسبات موجود در اجزای مختلف، ایستایی و مقاومت بنا، و زیبایی‌شناسی و تزیینات، نمونه ای منحصر به فرد و نقطه تحولی در معماری اسلامی به شمار می‌آید.  در بسیاری از متون تاریخی و سفرنامه‌ها، به عظمت این بنای باشکوه اشاره شده و بسیاری از شرق‌شناسان و باستان‌شناسان غربی نیز اهمیت فوق‌العاده آن را مورد تأکید قرار داده‌اند. بدنه اصلی گنبد و تمام ساختمان آن با آجر ساخته شده و گنبد با روکش کاشی‌های فیروزه‌ای و لاجوردی و به شیوه معرق‌کاری تزیین شده است.
 
 معروف ترین بنای شهر
گنبد سلطانیه یا مقبره اولجایتو معروفترین بنای شهر سلطانیه و حتی کل استان زنجان است. این بنا که در فاصله سال های 702 تا 712 ه. ق به دستور سلطان محمد خدابنده و نظارت خواجه رشید الدین فاضل همدانی ساخته شده ، در واقع از ابتدا به قصد استفاده آرامگاهی ساخته شد. بنایی است 8 ضلعی با 8 مناره که سقف دو پوشه با شکوه و معروف فیروزه ای رنگی بر آن قرار گرفته است. در تمام بنا آیات قرآن و نوشته های مذهبی به خط ثلث و کوفی بر دیوارها و کتیبه ها دیده می شوند. این گنبد عالی ترین نمونه معماری ایلخانی است.
 
گفته می شود در ابتدا بنا بوده پس از اتمام بنای آرامگاه، اجساد امام علی و امام حسین (ع)، به این محل منتقل شوند