Pour témoigner de la grande vitalité de l'architecture justinienne et en même temps de la variété des dérivés possibles des modèles constantinopolitains, il existe également des différences entre les trois principaux organismes cruciformes en forme de dôme érigés en Sardaigne entre le milieu du VIe et le VIIe siècle.
L'historien Procope de Césarée a terminé les six livres de son ouvrage « De Aedificiis » en 554, avec une seule référence à la Sardaigne : la fortification de la ville de Forum Traiani, aujourd'hui Fordongianus. Bien que l'ouvrage ait été compilé et porte principalement sur des informations militaires, on peut également penser qu'à cette date, aucune grande fabrique d'église n'avait été construite sur l'île, du moins pas avec la commission impériale.
L'usine San Saturnino était donc située à Cagliari pas avant le milieu du VIe siècle ; entre le milieu du VIe et le VIIe siècle, celles de Sant'Antioco et de San Giovanni di Sinis. La préséance probable de la basilique de Cagliari est due à sa plus grande proximité avec le prototype de l'église des Saints-Apôtres de Constantinople, reconstruite sous Justinien en 550. La succession des deux autres n'est pas précisée, car les deux ont des éléments communs à San Saturnino, mais différents les uns des autres.
Dans les trois églises, les quatre arches du cube central, configurées en auvent, ont été insérées de nombreux bras faisant face à un tonneau. Le retour exact des systèmes d'origine n'est pas une opération facile, car on peut supposer qu'il s'agit à la fois de croix libres et de croix gravées. Comparés au prototype de Constantinopolitan, les bâtiments sardes se caractérisent par des éléments techniques et formels issus du substrat local de la fin de l'Antiquité. En fait, les murs, au lieu de briques et de briques, sont faits de pierres de taille lithiques.
La principale conséquence du choix de recouvrir l'ensemble d'un bâtiment en pierre est la nécessité de construire des murs épais et robustes, par exemple pour contrebalancer les pressions et permettre le déchargement des poids sur le sol, même sans utiliser de contreforts. Par rapport aux voûtes en berceau, qui nécessitent d'adapter les parois périmétriques aux fortes poussées latérales et à la charge globale, le dôme pose un problème supplémentaire, qui consiste à installer le capuchon hémisphérique sur une base carrée. Ce dernier est donné par le cube central, défini par une structure en « auvent » : quatre piliers qui retiennent d'épaisses archivoltes, générant les voûtes en berceau des bras. Ainsi, un carré fiscal du dôme est déterminé. Cependant, alors que les secteurs de ce dernier qui croisent les côtés du carré peuvent s'y reposer sans difficulté, ceux situés dans les coins intérieurs trouvent le vide et ont donc besoin de solutions de connexion.
Ce problème a été résolu dans l'architecture romaine tardive principalement avec des trompettes (éléments en quart de sphère, générés par un archet), dans l'architecture iranienne avec des plumes (éléments triangulaires plats). Les trompettes et les plumes permettent d'ériger le dôme sur une structure ainsi transformée d'un plan carré à un plan circulaire. Dans les trois bâtiments sardes, la solution reliant le dôme à la taxe est fournie par des trompettes (Sant'Antioco et probablement aussi San Saturnino, à l'origine) au lieu de plumes, présentes uniquement à San Giovanni di Sinis. Ce dernier se caractérise également par des proportions plus fines, tandis que les deux autres se caractérisent par des proportions massives.
Les trois églises ont subi des modifications au cours des siècles suivants. San Giovanni di Sinis a été partiellement reconstruit et agrandi avant la fin du XIe siècle, transformant la structure centrale en structure longitudinale. Une salle à trois nefs a été créée et le bras transversal d'origine a été affecté à la fonction de transept. Une solution similaire a été adoptée à Sant'Antioco, peut-être même avant ou à l'occasion de sa donation à l'abbaye bénédictine de Saint-Victor de Marseille, peu avant 1089. Au cours des mêmes années, San Saturnino di Cagliari a également été offert par les juges de Cagliari aux moines Vittorin, qui ont supervisé sa rénovation dans des formes romanes. Le corps central a été maintenu, le dôme a été compensé, tandis que les bras ont toujours été reconstruits dans des tranchées, mais avec des voûtes en berceau traversées par des tunnels dans les nefs centrales et des voûtes croisées dans les nefs latérales.