Из-за разрушения храма источниками для их изучения, в том числе анализа стиля, являются зарисовка 1834 г. мозаики в нартексе с образом Богоматери с Младенцем на руках и предстоящими, фотографии 1898 г., сделанные Фёдором Ивановичем Успенским, фотографии и подробные описания Фёдора Ивановича (Фёдора Карла Эрнста) Шмита, акварели (по фотографиям) художника Николая Карловича Клуге, сделанные в 1912 г. для Русского археологического института в Константинополе. Отсутствие других мозаичных ансамблей VII–VIII вв. затрудняет исследователям стилистический анализ мозаик. На своде вимы в центре, по мнению исследователей, сразу после строительства церкви, была изображена Этимасия с лежащим на ней закрытым Евангелием, с расположенным за престолом крестом, возвышающимся над кодексом, и с парящим в виде голубя Святым Духом с крещатым нимбом. Тогда же, по одной из гипотез, по сторонам Этимасии на подъёмах свода были помещены небесные силы («господства», «власти», «начала» и «силы») в облике ангелов, одетых в хитоны и далматики, с красными лорами, с лабарумами (надписанным текстом «Трисвятого») и державами в руках. Между сводом вимы и конхой апсиды помещена ктиторская надпись с монограммами основателя монастыря монаха Иакинфа: «Дому Твоему, Господи, принадлежит святость на долгие дни» (Пс. 92: 5). Ниже уровня ног ангелов располагалась надпись: «И да поклонятся Ему все Ангелы Божии» – Евр. 1:6). В верхней части конхи был изображён сегмент неба, выложенного концентрическими полукружиями, из которого исходят три луча. Согласно П. Андервуду и Виктору Никитичу Лазареву, первоначально в апсиде была представлена фигура Богородицы с Младенцем и средний луч спускался на Ее главу. Только так исследователи могут объяснить использование в надписи, дугой проходящей через лучи, текста: «Из чрева прежде денницы подобно росе рождение Твоё» – Пс. 109:3). Иконографическую программу апсиды храма исследователи считают уникальной: образы небесных сил по сторонам Этимасии, символизирующей Господа, сопоставлены с образом Богородицы с Младенцем в апсиде. В период иконоборчества (как полагают исследователи, около 730 г.) в декорации апсиды были произведены существенные изменения – образ Богородицы с Младенцем был заменён характерным для искусства периода иконоборчества мозаичным изображением креста (например, крест в апсиде церкви Святой Ирины в Константинополе, около 740 гг.). По мнению П. Андервуда (который в подтверждение своей точки зрения приводил в пример линии швов правки, видные по фотографиям), все мозаики в апсиде были сбиты, от первоначальной росписи сохранились линия зелёного позёма, лабарумы и надписи. В.Н. Лазарев считал, что фигуры небесных сил могли быть сохранены как не противоречащие иконоборческой концепции неизобразимости Бога: они не были моленными, представляли собой персонификации. Следующий этап переделки декорации относится, как полагают исследователи, ко времени первой победы иконопочитания – между 787 и 813 гг. (по мнению Андрея Николаевича Грабара, после Торжества Православия в 843 г.), сопровождавшейся восстановлением уничтоженных иконоборцами росписей (например, образ Богоматери с Младенцем в апсиде церкви Богоматери Халкопратийской в Константинополе, при императоре Константине V, в середине VIII в., заменённый крестом и восстановленный при патриархе Тарасии, до 806; не сохранился).