Μεγαλοπρεπή αρχοντικά που κοσμούν κυρίως την πρωτεύουσα του νησιού, τη Μύρινα, αγροικίες, ανεμόμυλοι, μάντρες, ναοί και ξωκλήσια, μαρτυρούν τον αρχιτεκτονικό πλούτο που απαντά κανείς σε όλη τη Λήμνο.
Στη Μύρινα, κατά μήκος του Ρωμαίικου Γιαλού, βρίσκονται τα εντυπωσιακά σπίτια της λημνιακής αριστοκρατίας, χτισμένα όλα στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Αντανακλούν την οικονομική υπεροχή των ιδιοκτητών τους και την ιδιαίτερη αισθητική που καλλιέργησαν ζώντας στα κοσμοπολίτικα κέντρα της τότε εποχής: την Αλεξάνδρεια, την Οδησσό, την Τεργέστη. Ανάμεσα στα κτίρια αυτά είναι και το Αρχαιολογικό Μουσείο όπου εκτίθενται ευρήματα από τις ανασκαφές στην Πολιόχνη, την Ηφαιστία και τα Καβείρια. Στον Ρωμαίικο Γιαλό βρίσκεται και το Μητροπολιτικό Μέγαρο, άλλοτε κατοικία ενός πλούσιου Αιγυπτιώτη, του Αντώνη Αντωνιάδη. Σήμερα, στεγάζει το Εκκλησιαστικό Μουσείο του νησιού.
Στους διάφορους οικισμούς της Λήμνου, όπως στον Κοντιά, στο Βάρος, στο Ρωμανού θα συναντήσετε παραδοσιακές λιθόχτιστες κατοικίες που διακρίνονται για την απλότητά τους και μαρτυρούν τη δεξιοτεχνία των μαστόρων τους, αφού επιτυγχάνουν την πλήρη εναρμόνιση με το φυσικό περιβάλλον. Ενώ εντυπωσιακοί είναι και οι ανεμόμυλοι, που μαρτυρούν την άλλοτε εκτεταμένη ενασχόληση των κατοίκων με την καλλιέργεια και το άλεσμα των σιτηρών που αφθονούσαν στο νησί. Σήμερα κάποιοι από αυτούς λειτουργούν ως τουριστικά καταλύματα.
Σημαντική είναι και η αρχιτεκτονική της υπαίθρου με τις κρήνες, αλλά και τις πολυάριθμες πέτρινες μάντρες που ανέκαθεν χρησιμοποιούνταν για να στεγάσουν οι Κεχαγιάδες – βοσκοί – τα ζωντανά τους ή ακόμη και τους ίδιους, ή τους καρπούς των καλλιεργειών τους.