Fra gli elementi che compongono la Cupola esistono proporzioni auree com’era uso a quel tempo. La sensazione che si ha, infatti, osservando questo capolavoro, è di sostanziale equilibrio e armonia nelle sue parti. La sua base d’imposta si trova a circa 55 metri dal suolo, la Lanterna è alta 21 metri, il tamburo misura 13 metri e l’altezza della Cupola è, in media, 34 metri. 13,21,34,55, sono tutti numeri appartenenti alla famosa successione di Fibonacci, che, com’è noto, è legata alla sezione aurea. Questo fatto è ben conosciuto dagli studiosi di musica. Quando la Cupola fu consacrata nel 1436, un famoso musicista fiammingo, Guillame Dufay, compose per l’occasione il mottetto Nuper rosarum flores, composizione che riproduceva in musica i rapporti aurei della costruzione. Anche il contorno apparente della Cupola rispetta regole ben precise: il profilo angolare esterno è un sesto di quarto acuto, mentre quello interno è un sesto di quinto acuto. Infatti, ciascuna diagonale dell’ottagono esterno, che misura circa 54 metri, è stata suddivisa in quattro parti uguali: da qui la definizione di “quarto acuto”. Il profilo della Cupola, in ogni caso, assume una forma d’estrema importanza per la sua stabilità: infatti, si avvicina molto a quella di una catenaria rovesciata. Questo nome deriva dal fatto che la sua forma è quella che assume una catena appesa, tenendo fermi i suoi due estremi.