Zakończyły one polityczny, społeczny i naukowy konflikt między chrześcijańskim monoteizmem a państwem rzymskim oraz filozofią starożytną Wywarły znaczący wpływ na dalszy rozwój religii, kultury i nauki, a także długotrwale oddziałały na wydarzenia polityczne.
W zgromadzeniu, które obradowało w auli pałacu cesarskiego, wzięło udział około 220 biskupów. Debatom przewodniczył biskup Hozjusz z Kordoby. Uczestnicy obradowali w obecności cesarza i najwyższych urzędników państwowych. Cesarz Konstantyn zadecydował o czasie, miejscu, składzie osobowym i prawdopodobne o porządku obrad zgromadzenia. Cesarz był też wykonawcą decyzji podjętych podczas soboru. W wyniku zabiegów Konstantyna chrześcijaństwo zostało uznane za jeden z oficjalnych kultów Cesarstwa, a Kościół i władza państwowa rozpoczęły współpracę.
Podczas obrad sformułowano wyznanie wiary, w którym sprecyzowano naukę o Bogu Ojcu i Synu Bożym, kształtując doktrynalne podstawy tego, co później nazwano ortodoksją chrześcijańską. Sobór uznał, że Jezus Chrystus jest Bogiem, ponieważ jest współistotny (homoousios) Bogu Ojcu. Jest z tej samej substancji (ousia) oraz z tej samej hipostazy co Ojciec.