При строительстве собора применялся не самый прочный гранит, так называемый рапакиви (финск. ) - "гнилой камень". Это крупнозернистый гранит с высоким содержанием выветривающейся слюды, что способствует его разрушению. Но рапакиви легче поддается обработке, и в месторождениях залегает ровными горизонтальными слоями значительной длины и ширины. Он широко применялся в архитектуре Петербурга. Добывали его на территории огромного Выборгского массива, разрабатываемого еще с 1740-х годов. Ломки гранита для Исаакиевского собора находились на территории Финляндии близ города Фридрихсгама (нынешняя Хамина) , в каменоломнях Пютерлакс. Это место располагается на берегу Финского залива, дно здесь глинистое, прибрежный фарватер глубокий, что облегчало транспортировку камня.
Поскольку рапакиви не отличает высокая прочность, блоки стилобата собора, а также колонны решено было полировать. В известной мере полировка предохраняла камень от атмосферных воздействий, препятствовала проникновению влаги, а также давала замечательный декоративный эффект: красные гранитные колонны четко выделяются на светло-сером фоне мраморной облицовки стен, и в сочетании с позолотой куполов создают нарядную цветовую гамму. Таким образом, гранит при строительстве Исаакиевского собора был использован не только как конструктивный, но и как декоративный материал.
Только как декоративный элемент убранства применялся мрамор, названный от marmaros (греч. ) - "блестящий". Это кристаллическая горная порода, относящаяся к числу метаморфических, образовалась в результате перекристаллизации известняка и доломита. У мрамора также зернистая структура, но не столь явно выраженная, как у гранита. В природе больше распространены цветные мраморы, окраска которых обусловлена наличием разнообразных пылевидных минеральных примесей. В структуре камня примеси, как правило, распределяются неравномерно, поэтому цветные мраморы обычно рисунчатые или полосатые. Они легко поддаются обработке, но не отличаются высокой прочностью. Мрамор плохо переносит резкую смену температуры, влажности, сернистый газ в атмосфере, поэтому в русской архитектуре его для отделки фасадов применяли довольно редко. Мраморный дворец А. Ринальди и Исаакиевский собор О. Монферрана в Петербурге скорее исключения из правил.
