Στο Αρχαιολογικό Μουσείο της Λήμνου στη Μύρινα παρουσιάζεται η ιστορική διαδρομή και η εξέλιξη του νησιού χρονολογικά, από τη χαλκολιθική περίοδο ως τη ρωμαιοκρατία. Η έκθεση καταλαμβάνει και τους δύο ορόφους του κεντρικού κτιρίου. Στον πρώτο όροφο φιλοξενούνται εκθέματα της προϊστορικής Λήμνου. Στις δύο αίθουσες του ίδιου ορόφου για στατικούς λόγους τοποθετήθηκαν επίσης τα λίθινα του Μουσείου: γλυπτά, επιγραφές και επιτύμβιες στήλες από τους κλασικούς χρόνους ως τη ρωμαϊκή περίοδο. Στον δεύτερο όροφο παρουσιάζεται η Λήμνος των ιστορικών χρόνων από τον 8ο π.Χ. αι. ως τους ρωμαϊκούς χρόνους. Τα εκθέματα προέρχονται από ανασκαφές της Κ’ ΕΠΚΑ και της Ιταλικής Αρχαιολογικής Σχολής. Πρόκειται για αγγεία, σκεύη καθημερινής χρήσης, κτερίσματα τάφων, αφιερώματα, ειδώλια, μήτρες, σφραγίδες, επιγραφικές μαρτυρίες, οστέινα και μετάλλινα αντικείμενα, κοσμήματα, εργαλεία και νομίσματα.
Στον Ρωμαίικο Γιαλό βρίσκεται το Μητροπολιτικό Μέγαρο, άλλοτε κατοικία ενός πλούσιου αιγυπτιώτη, του Αντώνη Αντωνιάδη. Σήμερα στεγάζει το Εκκλησιαστικό Μουσείο του νησιού στις δύο αίθουσες του οποίου εκτίθενται 502 ιερά αντικείμενα της Βυζαντινής και μεταβυζαντινής περιόδου εκκλησιαστικά σκεύη, άμφια, βιβλία με το παλαιότερο να είναι του έτους 1558 και εξαιρετικές εικόνες από τις οποίες η παλαιότερη χρονολογημένη εικόνα του Επιτάφιου Θρήνου, είναι του έτους 1777, λιθογραφίες, γεωγραφικοί πίνακες, σφραγίδες, κεντήματα κ.α.
Στο χωριό Πορτιανού βρίσκεται το Λαογραφικό Μουσείο, που ιδρύθηκε 1995 από το Σύλλογο Πορτιανατών Λήμνου Αθηνών-Πειραιώς και Περιχώρων. Το Μουσείο στεγάζεται σ’ ένα παραδοσιακό κτίσμα το οποίο αποτελεί ιδιαίτερα δείγμα λαϊκής αρχιτεκτονικής του συγκεκριμένου οικισμού. Αποτελείται από οκτώ αίθουσες όπου μεταξύ άλλων εκτίθενται λαϊκές παραδοσιακές φορεσιές, εργαλεία πλεξίματος και αργαλειός, σκεύη καθημερινής χρήσης και μια διαμορφωμένη κουζίνα με το παραδοσιακό της τζάκι. Ο δεύτερος όροφος φιλοξενεί ένα παραδοσιακό καθιστικό, κρεβάτι με χειροποίητα νυφικά και τις υπέροχες δαντέλες του που το καλύπτουν Σε υπαίθριο σκεπαστό κτίσμα εκτίθενται τα γεωργικά εργαλεία που χρησιμοποιούνταν για σκάλισμα, αλώνισμα, λίχνισμα και συγκομιδή των καρπών. Στον ίδιο χώρο βλέπουμε και το παραδοσιακό αλώνι.
Στη Νέα Κούταλη βρίσκεται το Μουσείο Ναυτικής Παράδοσης και Σπογγαλιείας. Εκεί παρουσιάζεται η ναυτική ζωή των Κουταλιανών πριν από τον ξεριζωμό τους από την Προποντίδα και εκτίθεται η αρχαιολογική συλλογή της Νέας Κούταλης η οποία αποτελείται από αντικείμενα που περισυνέλεξαν οι σφουγγαράδες από τα βάθη της θάλασσας. Η έκθεση του μουσείου αποτελείται από τρεις ενότητες: στην πρώτη παρουσιάζεται η ναυτική ζωή των Kουταλιανών πριν από τον ξεριζωμό τους από την Προποντίδα. Στην ενότητα αυτή εκτίθενται κειμήλια και αρχειακές φωτογραφίες από την παλιά πατρίδα τους, στη δεύτερη ενότητα παρουσιάζεται η σπογγαλιεία και η επεξεργασία των σφουγγαριών στη Νέα Κούταλη της Λήμνου. Τα εκθέματα της δεύτερης ενότητας είναι ο εξοπλισμός των δυτών, τα εξαρτήματα των σπογγαλιευτικών καϊκιών, τα είδη των σφουγγαριών, τα εργαλεία επεξεργασίας και τα μηχανήματα συσκευασίας των σφουγγαριών. Στην τελευταία ενότητα εκτίθεται η αρχαιολογική συλλογή της Νέας Κούταλης, η οποία αποτελείται από αντικείμενα που περισυνέλεξαν οι σφουγγαράδες από τα βάθη της θάλασσας. Η δημιουργία της συλλογής ξεκίνησε τη δεκαετία 1950-1960 με πρωτοβουλία του διευθυντή του Δημοτικού Σχολείου Νέας Κούταλης. Αποτελείται από μια μεγάλη συλλογή αμφορέων, άλλων κεραμικών σκευών, εξαρτημάτων από αρχαίες άγκυρες και άλλα μικρά αντικείμενα από αρχαία ναυάγια.
Στον Κοντιά κατόπιν πρωτοβουλίας του Πολιτιστικού Συλλόγου Κοντιατινών Λήμνου δημιουργήθηκε και λειτούργησε για πρώτη φορά το 2007 η Πινακοθήκη Σύγχρονης Βαλκανικής Τέχνης. Πρόκειται για μια μοναδική στον ελλαδικό χώρο συλλογή, η οποία περιλαμβάνει 74 έργα ζωγράφων από τα Βαλκάνια. Εδώ, θα θαυμάσετε έργα, στην πλειονότητά τους εμπνευσμένα από το νησί, τα οποία φιλοτέχνησαν καλλιτέχνες από την Ελλάδα, την Αλβανία, τη Βουλγαρία, το Μαυροβούνιο, την ΠΓΔΜ, τη Ρουμανία, την Σερβία και την Τουρκία.
Στο λιμάνι του Μούδρου βρίσκεται το Κέντρο Ενημέρωσης Ιστορίας και Ναυτικής Παράδοσης Μούδρου. Δημιουργήθηκε στο κτήριο του παλιού σχολείου, που χτίστηκε στα τέλη του 19ου αιώνα και χρησιμοποιήθηκε ως δημοτικό σχολείο και ως ειρηνοδικείο. Η αποστολή του Κέντρου Ενημέρωσης Ιστορίας και Ναυτικής Παράδοσης Μούδρου είναι να αναδείξει τη στρατηγική σημασία της περιοχής τόσο κατά την περίοδο των Βαλκανικών πολέμων και της απελευθέρωσης των νησιών του Βόρειου Αιγαίου, όσο και κατά τον Α΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, οπότε και χρησίμευσε ως βάση της Αντάντ για την εκστρατεία της Καλλίπολης. Το Κέντρο Ενημέρωσης Ιστορίας και Ναυτικής Παράδοσης Μούδρου έχει στόχο, με τη χρήση του πλούσιου εποπτικού υλικού, τα αντικείμενα που εκθέτει, τις οπτικοακουστικές προβολές και διαδραστικές του εφαρμογές, να ενημερώσει τους επισκέπτες για τις δύο σημαντικές ιστορικές περιόδους των Βαλκανικών Πολέμων αλλά και της εκστρατείας της Καλλίπολης, όπου ο Μούδρος έπαιξε σημαντικό ρόλο. Οι επισκέπτες έχουν πρόσβαση σε ντοκουμέντα της εποχής άμεσα συνδεδεμένα με τον τόπο και την ιστορία του, ενώ αποκτούν μια ολοκληρωμένη εικόνα της σημασίας του για το εκστρατευτικό σώμα της ANZAC. Έτσι το Κέντρο αποτελεί ένα συνδετικό κρίκο, τόσο μεταξύ των άλλων αντίστοιχων υποδομών της Λήμνου όσο και με τους βετεράνους της ANZAC και των απογόνων τους που επισκέπτονται κάθε χρόνο το Μούδρο.