Pensavate che questa grande cupola fosse un'unica costruzione? Vi siete sbagliati, perché in realtà, secondo recenti studi, sarebbero due. La struttura principale, quella interna, avente uno spessore totale di circa 2,2 metri, sarebbe a sua volta composta di tre strati, ciascuno di questi di circa 80 cm l'uno. Con l'obiettivo di proteggerla dalle intemperie, sarebbe poi stata aggiunta, in un secondo momento, una seconda cupola più esterna, di circa 0,9 metri. Secondo il Brunelleschi, essa avrebbe non solo salvaguardato la costruzione principale dagli eventi atmosferici, ma anche contribuito a darle un tono magnifico ed altisonante.