Brunelleschi résout les questions posées par la construction du dôme de Florence en imaginant ou développant des procédés rarement mis en œuvre jusque-là :
- Il perfectionne le système de coupole à double coque, maintenue par huit nervures qui partent des angles du tambour, elles-mêmes consolidées par des anneaux de maçonnerie horizontaux. Des structures porteuses sont cachées entre les deux coques, invisibles de l’intérieur comme de l’extérieur du bâtiment.
- Il allège l’ensemble en utilisant de la brique à la place de la pierre pour la partie supérieure, et dispose ces briques en chevrons pour consolider l’ensemble. Les briques sont maintenues par un mortier à prise rapide.
- Mais surtout il fait le choix d’une coupole en ogive (en forme d’œuf) et non en forme de demi-sphère. Car cette forme en hauteur exerce moins de poussées qui auraient fait s’effondrer l’ensemble. Cette leçon sera retenue par Michel-Ange pour le dôme de Saint-Pierre à Rome.
- Quand la coupole est terminée, Brunelleschi pose à son sommet une lanterne en pierre volontairement très lourde, destinée à empêcher que les nervures ne s’écartent.
Sur cette image du Jeu Assassin’s Creed, on voit l’achèvement de la coupole grâce aux plates-formes en bois qui permettent aux artisans de poser progressivement les briques de l’édifice sans avoir recours à des cintres intérieurs.