Их позолоченные капители были сделаны по образцу капителей ордера Эрехтейона на Акрополе в Афинах. Эти колонны, приставленные к четырём массивным пилонам, облегчали зрительное восприятие арок и сводов. Снаружи храм – кубической формы с одинаковыми четырёхколонными портиками на всех фасадах и с простыми высокими прямоугольными окнами «греческого» типа. Собор имел множество подражаний и оказал влияние на формирование важного типа соборного храма русского ампира (вплоть до собора во имя св. Исаакия Далматского в Санкт-Петербурге (архитектор Огюст де Монферран). Софийский собор был местом, где заседал капитул ордена св. князя Владимира, утверждённого императрицей. Его сходство с Софией константинопольской видели и в том, что там было устроено отдельное помещение для крещения оглашенных, что было характерно для раннехристианской и ранневизантийской традиции. Важным для развития русской церковной архитектуры был первоначальный (неосуществлённый) вариант Софийского собора работы Ч. Камерона. Он известен исследователям благодаря подробному цветному чертежу разреза, обнаруженному и опубликованному Дмитрием Олеговичем Швидковским. Проект не был принят императрицей из-за сложности исполнения, а также потому, что она хотела видеть русский вариант Софии, похожий на храмы Святой Софии Киева и Новгорода. Уникальными элементами неосуществлённого проекта Ч. Камерона исследователи считают симметричные экседры алтаря и притвора (с запада и востока здания), полукруглые окна во фронтонах портиков, служившие дополнительным источником освещения интерьера и напоминавшие об окнах, размещённых под несущими купол арками в Святой Софии Константинопольской. Ч. Камерон предполагал внутри построить обширные двухъярусные хоры с многочисленными колоннами дорического и ионического ордера в нижнем и среднем ярусах. Здесь впервые с домонгольских времён был запроектирован низкий иконостас по типу византийского темплона, за которым была видна круглая купольная сень над престолом, напоминавшая о ротонде Гроба Господня в Иерусалиме (такой же тип иконостаса и сени проектировал в соборе в Могилёве архитектор Н.А. Львов). Роскошная модель, сделанная по первоначальному проекту, по распоряжению императрицы была передана в Академию Художеств для использования в учебных целях; с этим, по мнению исследователей, связано распространение в русской архитектуре (прежде всего, усадебной) типа храма с двумя экседрами в западной (притвор) и восточной (алтарь) частях. После строительства Софийского собора в Царском селе и собора в Могилёве ионический ордер получил распространение в убранстве иконостасов, которые раньше, как правило, украшались коринфскими или композитными колоннами. После смерти императрицы Екатерины II Ч. Камерон утратил статус придворного архитектора. Продолжить поиски решения дворцового ансамбля ему помог заказ графа Кирилла Григорьевича Разумовского, для него Ч. Камерон построил дворец и парк в Батурине (Черниговская губерния; 1799–1803 гг.). Тип палладианской виллы приобрёл грандиозные размеры, но сохранил связь с парком и цельность композиционного решения при разнообразии фасадных композиций. В конце XVIII в. Ч. Камерон вновь работал в Павловске, строил павильон Холодная баня, мостик со статуями кентавров через реку Славянка (1799 г.). В 1799 г. Ч. Камерон участвовал в конкурсе на проект Казанского собора в Санкт-Петербурге. Его соперниками были Пьетро ди Готтардо Гонзаго и Жан-Франсуа Тома де Томон. Проект Ч. Камерона известен исследователям по одному чертежу фасада (Государственный Эрмитаж);