В целом иконография синайской иконы представляет на редкость цельный образ иерархии святости: от Св. Троицы, Христа, Богоматери к ангелам и св. мученикам, которые все вместе создают яркую картину Царства Небесного, явленного молящемуся как напоминание о возможности спасения и будущей вечной жизни. Этот многосоставный образ реализован с помощью системы сложных художественных приемов. Так, с точки зрения подражания античным образцам изображения ангелов кажутся прямой цитатой из древнеримских росписей, в образе Богоматери с ее непропорционально крупной головой связь с классической традицией ощущается слабее, а святые мученики трактованы в наиболее условной, уже средневековой манере с застывшим взглядом широко открытых глаз. При этом, напротив, с точки зрения самой живописи фигуры ангелов показаны совершенно бесплотными, полупрозрачными, в изображении Богоматери живопись становится более плотной, приобретая максимальную конкретность и чувственную насыщенность в одеяниях святых мучеников. Таким путем создается драматургия образа и обретается гармония целого, которой способствует настоящая полифония взаимно сбалансированных взглядов и движений.

Внутренняя динамика в изображении Богоматери и младенца, построенная на разнонаправленных поворотах головы и тела, уравновешивается абсолютно неподвижными столпообразными фигурами мучеников. А отклоняющиеся фигуры ангелов на втором плане образуют своего рода пространственную стрелу, указывающую на символический и художественный центр всей иконы — образ Богомладенца.

Богоматерь изображена как Царица небесная на драгоценно украшенном троне с высокой спинкой и широким подножием. Она облачена в пурпурное одеяние и темно-красные сапожки, недвусмысленно указывающие на высшее императорское достоинство. Двумя руками она поддерживает на своих коленях младенца Христа в темно-желтых (золотых) хитоне и гиматии. Отставленной правой ручкой младенец благословляет, в левой держит свернутый свиток, напоминающий, что перед нами не просто беспомощный младенец, но воплощенный «Логос» — Второе лицо Святой Троицы. Об этом же говорит и взрослый облик высоколобого ребенка, большая голова которого контрастирует с маленькой фигуркой младенца.

За троном Богоматери в архитектурно оформленной пространственной нише показаны два ангела в белых одеяниях, держащие в правых руках золотые жезлы — известный еще в античной иконографии символ власти. Ангелы выступают как стража царственной Богоматери, одновременно указывая на небесную природу явленной сцены. Их взгляды обращены вверх, где изображена спускающаяся с небес рука, от которой на Богоматерь с младенцем нисходит широкий поток света. Ангелы как бы отстраняются в изумлении при созерцании этого великого чуда. Иконографический мотив «Руки Божией» с раннехристианского времени символизировал невидимого триединого Бога. Направленный поток света напоминал, что Воплощение предвечно рожденного Сына, выраженное образом Богоматери с младенцем, является деянием всей Святой Троицы, осуществляющей Домостроительство спасения.

Трон Богоматери фланкирован двумя изображениями святых, держащих в правых руках золотые кресты как знак мученической смерти и небесной награды. Они облачены в богато орнаментированные хитоны и плащи с застежкой на правом плече, так называемые хламиды. Со стороны груди и со спины плащи украшены таблионами — прямоугольными вышитыми вставками, указывающими на принадлежность к высшим придворным чинам. В этих мучениках видят изображения святых воинов Георгия и Феодора. Основанием служит лишь сходство лиц, однако такое же сходство можно отметить и в изображениях многих других святых. Кроме того, отсутствует обычное для данных святых воинское облачение, что заставляет усомниться в этом давно ставшем общепринятым мнении. Совсем необязательно, что были изображены самые известные святые. Выбор двух из многих известных мучеников был, скорее всего, определен индивидуальными предпочтениями заказчика иконы, пожелавшего отметить соименных или специально почитаемых святых, которым, по аналогии с императорским церемониалом, отведена роль почетной стражи Богоматери с царственным младенцем.