Κανείς δεν μπορεί να παραβλέψει τον καθοριστικό ρόλο της Λήμνου στην εξέλιξη των προϊστορικών πολιτισμών του Βορειοανατολικού Αιγαίου. Η Πολιόχνη, που βρίσκεται στην Ανατολική παραλία του νησιού, κοντά στα Καμίνια, πρωτοκατοικήθηκε γύρω στα τέλη της 4ης και στις αρχές της 3ης χιλιετίας π.Χ., 100 ή 200 χρόνια πριν να χτιστεί η Τροία.
Η έκτασή της στην αρχή υπήρξε εξαιρετικά περιορισμένη. Πολύ γρήγορα όμως το ασήμαντο χωριό εξελίχτηκε σε οχυρωμένη πόλη, στην πρώτη πόλη της Ευρώπης.
Ο χαρακτήρας του οικισμού υπήρξε σαφώς αστικός, όπως πιστοποιούν το τείχος και οι δημόσιοι χώροι. Το τείχος περιβάλλει τον οικισμό εκεί όπου λείπει η φυσική προστασία. Κατά διαστήματα σχηματιζόταν πύργοι που ενίσχυαν τις αμυντικές του δυνατότητες. Επιδιορθωνόταν και ενισχυόταν με προτειχίσματα κάθε φορά που σεισμοί, κατολισθήσεις ή και επιδρομές εχθρικές κατέστρεφαν τμήματά του.
Δυο είσοδοι στα νότια και στα νοτιοδυτικά επέτρεπαν τον έλεγχο του κατοικημένου χώρου. Το Βουλευτήριο εντυπωσιάζει με τις δυο σειρές των εδράνων που εξυπηρετούσαν τις κοινοτικές συναθροίσεις. Δυο κεντρικοί πλακόστρωτοι δρόμοι εξασφάλιζαν την επικοινωνία στο εσωτερικό του οικισμού. Ο ένας ξεκινούσε από τη δυτική είσοδο, ο άλλος από το βόρειο τμήμα του οικισμού. Στο σημείο τομής τους σχηματιζόταν η κεντρική πλατεία με πηγάδι. Πλατεία υπήρχε και στην αφετηρία του άλλου δρόμου. Οι πλατείες αυτές αποτελούσαν τους πυρήνες της οικονομικής και κοινωνικής ζωής του οικισμού, ακριβώς όπως συμβαίνει στα χωριά και σήμερα. Τα σπίτια αναπτύχθηκαν κατά συστάδες. Σπίτια με έναν προθάλαμο και ένα μεγάλο δωμάτιο με εστία.
Σε μια από τις τελευταίες φάσεις του οικισμού ανήκει και ο περίφημος θησαυρός της Πολιόχνης που βρέθηκε θαμμένος: Χρυσά δακτυλίδια, σκουλαρίκια, βραχιόλια, πόρπες, άλλα ακέραια και άλλα σπασμένα, παρόμοια όλα με εκείνα του περίφημου θησαυρού του Πριάμου που αποκαλύφτηκε στην Τροία.
Η ηφαιστειακή φύση της Λήμνου υπήρξε μάλλον η αφορμή της σύνδεσης του νησιού με τον Ήφαιστο, του θεού εκείνου που δάμαζε τη φωτιά και δημιουργούσε έργα θαυμαστά. Μάλιστα, καθώς οι Σίνες – μυθικοί κάτοικοι του νησιού – τον περιποιήθηκαν κατά την πτώση του από τον Όλυμπο, έκανε τη Λήμνο αγαπημένο τόπο του. Έχτισε το παλάτι και εγκατέστησε τα εργαστήρια του κάτω από το Μόσυχλον, ηφαίστειο ενεργό κάποτε στο κέντρο του νησιού και εδώ κατέφευγε κάθε φόρα που ένιωθε παραριγμένος. Προς τιμή λοιπόν του Ηφαιστού οι κάτοικοι του τόπου είπαν την κύρια πόλη τους Ηφαιστεία και προς τιμή του πάλι οργάνωσαν τα Καβείρια Μυστήρια.
Από τις θέσεις της ιστορικής περιόδου η πιο αντιπροσωπευτική είναι εκείνη της Ηφαιστείας, μια και είναι η πληρέστερα ανασκαμμένη. Η ανθρώπινη παρουσία τεκμηριώνεται εδώ από την εποχή του Χαλκού μέχρι και τα Βυζαντινά χρόνια.
Το πιο σημαντικό ίσως αρχιτεκτονικό λείψανο μέσα στην πόλη είναι το ιερό της Μεγάλης Θεάς που χρησιμοποιήθηκε από τον 8ο μέχρι και τον 6ο αιώνα π.Χ. Η Μεγάλη Θεά που συχνά αναφέρεται στις αρχαίες πηγές, αναγνωρίστηκε από τους Ιταλούς ανασκαφείς σε μερικά από τα αγαλματίδια που βρέθηκαν στον αποθέτη του ιερού. Ο αποθέτης αυτός δέχτηκε ποικίλες προσφορές, χαρακτηριστικές τόσο για την πορότητα, όσο και για την ποιότητά τους.
Η πόλη έζησε τη φάση ακμής της κατά τη διάρκεια του 5ου και του 4ου αιώνα π.Χ. Από το 510 π.Χ. βρισκόταν κάτω την Αθηναϊκή κυριαρχία. Τότε χτίστηκαν τα ισχυρά τείχη της. Όμορφη είναι η διήγηση του Λατίνου Κορνήλιου Νέπωτα σχετικά με την κατάληψη του νησιού από τους Αθηναίους.Διηγείται λοιπόν ο Νέπωτας για τον Μιλτιάδη, τον ιδρυτή της Χερσονήσου:
"Όταν έφτασε στη Λήμνο, θέλοντας να υποτάξει τους κατοίκους αυτού του νησιού στην Αθηναϊκή εξουσία, τους ζήτησε να παραδοθούν με τη θέλησή τους. Του απάντησαν ειρωνικά ότι θα το δεχθούν μόνο όταν, ξεκινώντας από το σπίτι του με άνεμο Ακούιλο, καταφέρει να φτάσει στη Λήμνο. Ο άνεμος όμως αυτός που πνέει από το βορρά, είναι τελείως αντίθετος για αυτούς που ξεκινούν από την Αθήνα. Ο Μιλτιάδης, μη διαθέτοντας χρόνο, συνέχισε το ταξίδι του και έφτασε στη Χερσόνησο. Αφού τακτοποίησε τις υποθέσεις του στη Χερσόνησο, ξαναγύρισε στη Λήμνο και απαίτησε την παράδοση της πόλης, κατά τη συνφωνία. Γιατί του είχαν πεί ότι θα παραδινόταν αν, ξεκινώντας από την πατρίδα του με άνεμο βόρειο, κατάφερνε να τους πλησιάσει. Τώρα όμως τους θύμισε, πατρίδα του ήταν η Χερσόνησος. Οι Κάρες που τον καιρό εκείνο κατοικούσαν στη Λήμνο, βρέθηκαν σε αμηχανία. Ωστόσο, εφόσον παγιδεύτηκαν, όχι τόσο από τις υποσχέσεις, όσο από τις επιτυχίες του αντιπάλου τους, δεν τόλμησαν να αντισταθούν".
Με τη λατρεία του θεού Ήφαιστου είχαν συνδεθεί και τα Καβείρια Μυστήρια. Λέγεται λοιπόν πως ακούραστοι βοηθοί του θεού στη δημιουργία των εκπληκτικών του έργων υπήρξαν οι Κάβειροι.
Το ιερό των Καβείρων στο ακρωτήριο Χλόη της Λήμνου – απέναντι ακριβώς από το Καβείριο της Σαμοθράκης – υπήρξε γνωστό σε όλες τις ελληνόφωνες περιοχές μέχρι και την ύστερη αρχαιότητα. Τελετουργίες γινόταν εδώ και κατά τη διάρκεια των πρώτων μεταχριστιανικών χρόνων. Απόκρημνη η ακτή, απρόσιτη για τους πολλούς, για εκείνους που δεν είχαν δικαίωμα συυμμετοχής στις μυστηριακές τελετές. Κατά τη διάρκεια των εννέα ημερών που διαρκούσαν τα Καβείρια Μυστήρια έσβυναν όλες τις φωτιές στο νησί και έστελναν ένα πλοίο στη Δήλο, στο νησί του φωτοδότη θεού Απόλλωνα, για να φέρει το καινούριο φως.
Μέχρι που να επιστρέψει το πλοίο, η ζωή στο νησί ακολουθούσε μάλλον αφύσικους ρυθμούς: Δε γινόταν οι θυσίες προς τους θεούς, δε ζύμωναν ψωμί, δε μαγείρευαν φαγητό και η οικογένεια δε καθόταν μαζεμένη στο τραπέζι. Επικαλούνταν τους χθόνιους και απορρήτους θεούς. Η άφιξη του πλοίου με το ιερό φως που συμβόλιζε την καινούρια, εξαγνισμένη ζωή ήταν μέρα γιορτής. Ιερείς και μύστες υποδεχόταν το πλοίο στην ακτή κάτω από το Καβείριο – εκεί όπου λέγεται πως βρίσκεται η σπηλιά του μυθικού ήρωα Φιλοκτήτη – ψάλλοντας επικλήσεις και δεήσεις για μια ζωή ανανεωμένη.
Μοίραζαν το φως σε όλα τα σπίτια του νησιού και βεβαίως και στα εργαστήρια των μεταλλουργών.Στους έντεκα αιώνες ζωής της Βυζαντινής Αυτοκρατορίας η Λήμνος υπέστει τις συνέπειες όλων των οικονομικών και πολιτικών αλλαγών που κατά καιρούς κλόνισαν την αυτοκρατορία. Βενετοί και Γενουάτες κατά περιόδους εγκαταστάθηκαν στο νήσι και εκμεταλλεύτηκαν την προνομιακή του θέση στους δρόμους που συνέδεαν τη Δύση με την Ανατολή, χωρίς ωστόσο να το επηρεάσουν πολιτισμικά και βεβαίως ούτε και θρησκευτικά. Καθώς υπήρξε νησί πλούσιο και σχετικά ασφαλές – μαρτυρούνται τουλάχιστον δέκα μεσαιωνικές οχυρώσεις – από νωρίς προκάλεσε το ενδιαφέρον των μοναστηριών του Αγίου Όρους και της Πάτμου. Το νησί πέρασε στους Οθωμανούς το 1479.Στον κόλπο του Μπουρνιά, στη θέση όπου σήμερα έχουν απομείνει λίγες ψαροκαλύβες και η εκκλησία της Ζωοδόχου Πηγής, άλλοτε βρισκόταν μια ισχυρή βυζαντινή πολιτεία, ο Κότζινος.
Το όνομα της θέσης υπήρξε Κόκκινος, όνομα που προφανώς οφείλεται στο κόκκινο χώμα που έσκαβαν εκεί κοντά και που, καθώς λέγεται, είχε θεραπευτικές ιδιότητες. Θεράπευε με το τρόπο αποτελεσματικά τις δυσεντερίες, τις αιμοραγίες, τις πληγές από τα δαγκώματα των φιδιών. Γεγονός είναι πάντως, πως ο πηλός αυτός, γνώστος ως "Λημνία γη" στους ευρωπαίους περιηγητές – Αγιόχωμα τον έλεγαν οι ντόπιοι – του οποίου το δικαίωμα της αποκλειστικής διάθεσης είχαν οι εκάστοτε ηγεμόνες του νησιού, αποτέλεσε είδος πολυτελείας, αγαθό περιζήτητο σ’Ανατολή και Δύση μέχρι και τα πολύ πρόσφατα χρόνια.
Στην αρχαιότητα η εξόρυξη γινόταν τις μέρες των γιορτών προς τιμή της Άρτεμης, στις αρχές Μαΐου, στα χριστιανικά χρόνια στις 6 Αυγούστου, γιορτή της Μεταμορφώσεως του Σωτήρα.
Η χριστιανική εκδοχή για τις θαυματουργικές ιδιότητες της Λημνιάς γης διασώθηκε από έναν Τούρκο πειρατή, τον φοβερό και τρομερό Piri Reis: "Κάποιος άνθρωπος με το όνομα Ferestin, που ζούσε στην εποχή του ευλογημένου Ιησού, με τη βοήθεια του θεού διάλεξε αυτόν τον τόπο ως διαμονή. Μέρα νύχτα συνήθιζε να οδύρεται και να κλαίει επειδή αποχωρίστηκε από τον κύριό του, τον Ιησού. Κάποια μέρα, στις 7 του μήνα Αυγούστου, εξουθενωμένος από τον πόνο, καθώς τριγυρνούσε πέρα δώθε στο νησί, καταπτοημένος έφτασε σ’έναν τόπο και έκλαιγε και οδυρόταν υπερβολικά. Έτσι στο μέρος όπου έπεσαν τα δάκρυά του, η θέληση του Μεγάλου Θεού έκανε και παρουσιάστηκε το Αγιόχωμα".Στον Κόντζινο είχε εγκατασταθεί από τα τέλη του 11ου και τις αρχές του 12ου αιώνα μια ακμάζουσα Βενετική παροικία που εκμεταλλευόταν την καίρια θέση του νησιού. Το 1136 απαιτούν από τον αρχιεπίσκοπο Λήμνου, Μιχαήλ, την παραχώρηση μιας εκκλησίας για να λειτουργούν σύμφωνα με το καθολικό δόγμα. Πρόκειται, κατα πάσα πιθανότητα, για το ανακαινισμένο σήμερα ναό του Αγίου Βλάση, κοντά στην Ηφαιστεία.
Στο διάστημα 1207-1214 η Βενετική οικογένεια των Navigajiosi έχτισε το φρούριο. Μετά το 1440 κυρίαρχη πια στον Κότζινο είναι η ισχυρή οικογένεια της Γένουας Gattelusi. Στην πολιορκία του 1442 από τους Τούρκους την άμυνα διηύθυνε ο Κωσταντίνος ΙΑ’ο Παλαιολόγος, εκείνος που αργότερα έγινε αυτοκράτορας, ο τελευταίος και γι’αυτό τραγικότερος των Βυζαντινών αυτοκρατόρων. Η γυναίκα του, Αικατερίνη Γατελούζια, καθώς περίμενε παιδί, δεν άντεξε τις ταλαιπωρίες και τις στερήσεις της πολιορκίας. Πέθανε και θάφτηκε εδώ, στο κάστρο της οικογένειάς της.
Το 1478 Τούρκοι πολιορκούν και πάλι τον Κότζινα. Το κάστρο υπερασπίστηκε αυτή τη φορά η Μαρούλα, μετά το θάνατο του πατέρα της και Έλληνα διοικητή του νησιού.Η Ζωοδόχος Πηγή, στο εσωτερικό του κάστρου, ανακαινίστηκε πρόσφατα. Η ύπαρξή της ωστόσο αναφέρεται από το 15ο αιώνα, ως Ζωοδόχος Πηγή του Συγκέλλου. Από τον εξωνάρθηκα, σκαλοπάτια, πανάρχαια και φθαρμένα, οδηγούν σε υπόγειο θάλαμο στο εσωτερικό του οποίου υπάρχει πηγή νερού ως αγίασμα. Πρόκειται στην πραγματικότητα για ό,τι έχει μείνει από αλλοτινά έργα ύδρευσης που εξυπηρετούσαν το φρούριο σε ώρες πολιορκίας.
Εκπληκτικό είναι το παραμύθι που συνδέθηκε με το αγίασμα, από εκείνα που λέγονται σε ώρες κρίσιμες και μεγάλου κινδύνου: Τα σκαλοπάτια, λέει, είναι το αποτέλεσμα της απολίθωσης μιας βασσίλισσας του νησιού που κρύφτηκε εδώ κυνηγημένη από τους εχθρούς της. Οι εχθροί όμως την πρόλαβαν και την ώρα που την έσφαζαν, εκείνη πέτρωσε.
Το κάστρο της Μύρινας μετά από το 13ο αιώνα – όταν χτίστηκε το κάστρο του Κότζινα – έμεινε γνώστο ως Παλαιόκαστρο, ακριβώς για να ξεχωρίζει από αυτό του Κότζινου.
Χτίστηκε το 1186 από το Βυζαντινό αυτοκράτορα Ανδρόνικο Α’ τον Κομνηνό. Ο Ανδρόνικος χρησιμοποίησε κυρίως Βενετσιάνους μαστόρους, έτσι ερμηνεύεται και ο χαρακτηρισμός "Βενετσιάνικο" που συχνά του αποδίδεται.
Πρόσβαση στο κάστρο εξασφαλίζουν δυο είσοδοι: Η πρώτη, από τη μεριά του λιμανιού είναι η κεντρική. Εντυπωσιακό λιθόστρωτο οδηγεί από εδώ στο πλάτωμα της κορυφής όπου είναι τα ερείπια ενός μεγάλου τζαμιού. Η δεύτερη είσοδος, από τη μεριά του Ρωμέικου γυαλού, το Μαυροχάνι όπως το έλεγαν παλιότερα, δύσκολα γίνεται αντιληπτή από κάποια απόσταση.
Ενδεικτικές της μέγιστης σημασίας που είχε το κάστρο της Μύρινας στην οργάνωση της άμυνας του νησιού και στον έλενχο του Βορείου Αιγαίου γενικότερα είναι οι πολλαπλές επιδιορθώσεις που επιδέχτηκε: Στα 1207-1214 ο Μέγας Δούκας της Λήμνου Filocalo Navigajiosi το συντήρησε, στα 1361 ο Γεώργιος Συναδηνός Άστρας, διοικητής του νησιού την εποχή εκείνη, στο διάστημα 1470-1477 ο Francesco Pasqualingo.
Μια από τις τελευταίες φορές που χρησιμοποιήθηκε ήταν το 1770. Ρωσικά στρατεύματα κάτω από την ηγεσία του Α. Ορλώφ το πολιόρκησαν. Δεν κατάφεραν να το κυριεύσουν και να απελευθερώσουν το νησί από τον Τουρκικό ζυγό; έλυσαν λοιπόν την πολιορκία και άφησαν το νησί στην τύχη του.
Σήμερα στο κάστρο ζουν γύρω στα διακόσια ελάφια, που βόσκουν ελεύθερα. Ο Δήμος Μυριναίων φροντίζει για την τροφή και το νερό τους.Η περίοδος της Οθωμανικής κυριαρχίας δεν είχε στη Λήμνο τη σκληρότητα που είχε σε άλλες περιοχές με Ελληνικούς πληθυσμούς. Βέβαια υπήρξαν και εξαιρέσεις: Μετά τα Ορλωφικά, το 1770, οι Τούρκοι φιλοδοξούσαν να εξαφανίσουν τον Ελληνικό πληθυσμό του νησιού. Σε μια μέρα μονάχα σφαγιάστηκαν 300 πρόκριτοι κάτω στο λίμανι, απαγχονίστηκε ο Μητροπολίτης Ιωακείμ και ο πληθυσμός υπέστη διωγμούς και εξευτελισμούς κάθε μορφής. Όμως τον περισσότερο καιρό, οι Οθωμανοί αξιωματούχοι – εκτοπισμένοι και οι ίδιοι στο νησί – ήταν ήπιοι και χαλαροί με τους Έλληνες. Εκτός από τη φρουρά, ελάχιστοι Τούρκοι ζούσαν στο νησί – στον Άγιο Υπάτιο και στα Λέρα – και μάλλον ανέπτυξαν σχέσεις αρμονικές με τους Έλληνες.
Η απελευθέρωση ήρθε μάλλον αργά – μόλις το 1912.