او با تلفیق عناصر کلاسیک و سنتی معماری ایرانی و دانش مدرن آثاری نوآورانه و شکوهمند خلق کرد. آرامگاه بوعلی، ساختمان کانادادرای، دانشکده فنی و حرفه‌ای دختران تهران، آرامگاه خیام، آرامگاه کمال‌الملک، آرامگاه نادرشاه و آرامگاه فردوسی از جمله بناهای شهری ارزشمندی محسوب می‌شود که او طراحی کرده است. سیحون خود درباره سبک و سیاق معماری‌اش گفته است: «راهی را که من در معماری پیش گرفته‌ام به‌طور خلاصه و به صورت فهرست ذکر می‌کنم. در معماری، قبل از هر چیز علاقه دارم منطق را همیشه در نظر داشته باشم. هیچ‌گاه هیچ چیز نباید بی منطق در معماری به‌کار برود، حتی کوچک‌ترین خط و کمترین نقطه باید دلیل و معنی مخصوص به خود را داشته باشد و مخصوصا از فانتزی‌های بی‌معنی و بی مغز گریزانم. حقیقت باید عریان و بی‌پرده در معماری خودنمایی کند ولو اگر گاهی اوقات زننده باشد، اطمینان دارم که حقیقت همیشه زیبایی و لطف مخصوص به خود را خواهد داشت. یک معمار خوب باید مثل یک شعر عالی ساده، سهل و ممتنع باشد. از شلوغی و درهم و برهمی بی‌اندازه گریزانم. نقشه ساده همیشه زود خوانده می‌شود و اشخاص را گمراه نمی‌کند. طرح نقشه یک ساختمان مثل حل یک مساله است. باید همیشه ساده‌ترین راه‌حل را در نظر گرفت و از راه‌های پیچ در پیچ صرف‌نظر کرد.»