Ο προϊστορικός οικισμός της Πολιόχνης βρίσκεται στα νοτιοανατολικά της Λήμνου, σε απόσταση 2 περίπου χιλιομέτρων από το χωριό Καμίνια, στην παραθαλάσσια θέση του Βρόσκοπου, όπου και ο ομώνυμος όρμος.

Στον μυχό του όρμου, πάνω σε επιμήκη γήλοφο, ο οποίος εξελίσσεται ήπια και παράλληλα με την ακτογραμμή, αναπτύσσεται ο οικισμός. Από τη θέση αυτή εξασφαλίζεται κατόπτευση της ευρύτερης περιοχής, ενώ η άμεση γειτνίαση με την εύφορη πεδιάδα που απλώνεται γύρω από τον οικισμό και η παρουσία νερού από γειτονικές πηγές και τους δυο χείμαρρους, αποτελούσαν εγγύηση, όχι μόνο για την επιβίωση αλλά και για την ευημερία των προϊστορικών κατοίκων του χώρου.

Η πλεονεκτική γεωγραφική θέση της Λήμνου και μάλιστα της Πολιόχνης, 34 ναυτικά μίλια από το Στενό των Δαρδανελίων και όχι μακριά από τις ακτές της Μακεδονίας, διαδραμάτισε καθοριστικό ρόλο στην εξέλιξη του αιγαιακού πολιτισμού, ειδικά σε ό,τι αφορά στη μετακίνηση ανθρώπων, τη διακίνηση  αγαθών και συνεπακόλουθα τη διάχυση ιδεών, προτύπων και τεχνογνωσίας, ιδιαίτερα στον τομέα της μεταλλοτεχνίας. Η μεταλλοτεχνία στην Πολιόχνη πιστοποιείται αρχαιολογικά ήδη από τις πρωιμότερες φάσεις της και μάλιστα με τεχνικές, όπως αυτής του χαμένου κεριού, που για πρώτη φορά τεκμηριώνεται στο Αιγαίο ήδη από την 3^η χιλιετία π.Χ., με τον εντοπισμό μήτρας στην Πολιόχνη.

Ο οικισμός της Πολιόχνης καλύπτει έκταση 10 στρεμμάτων, δίχως να έχει έρθει στο φως η συνολική του έκταση. Κατοικήθηκε αδιάλειπτα από τα μέσα περίπου της 4^ης έως και το τέλος της 3^ης χιλιετίας π.Χ., ενώ μεμονωμένα κινητά ευρήματα υποδεικνύουν μερική επανάχρηση του χώρου έως και το 1200 π.Χ. περίπου. Οι ανασκαφείς συμβόλισαν τις διαδοχικές οικοδομικές φάσεις του οικισμού με χρώματα.

Η αρχική ίδρυση του οικισμού συμβολίστηκε με μελανό χρώμα (3500/3400-2900/2800). Σε αυτή την φάση τα σπίτια ήταν καμπυλόγραμμες καλύβες με λιθόκτιστες βάσεις και ανωδομή από φθαρτά υλικά, μονόχωρες και ελεύθερες από άλλες κατασκευές. Με δεδομένο ότι τα κατάλοιπα αυτά εντοπίστηκαν αποσπασματικά και μόνο εκεί που η ανασκαφική έρευνα εμβάθυνε, δεν είναι γνωστή η πυκνότητα, η διάταξη και άλλα στοιχεία οργάνωσης του οικισμού σε αυτή την φάση, εκτός από το ότι δεν πλαισιωνόταν από περίβολο.

Ακολούθησε η ανοικοδόμηση του οικισμού με σημαντικές πλέον καινοτομίες και με πρότυπα οργάνωσης που παρουσίαζαν πρώιμα αστικά χαρακτηριστικά: κατασκευάζονται έργα συλλογικά που προϋποθέτουν κοινωνική, οικονομική και πολιτική οργάνωση, κεντρικό σχεδιασμό και συλλογική εκτέλεση, ανάθεση και καταμερισμό εργασιών, έλεγχο, τεχνογνωσία και εξειδίκευση στους τομείς υλοποίησης. Αντίστοιχα, στους ιδιωτικούς χώρους αποκρυσταλλώνεται σταδιακά ο τύπος του μεγάρου, ο οποίος φτάνει στο απόγειο του στις επόμενες περιόδους. Οι οικίες εντάσσονται σε ένα ενιαίο αρχιτεκτονικό πρόγραμμα που αφορά στον εκ βάθρων πολεοδομικό σχεδιασμό του οικισμού, καθιστώντας την Πολιόχνη ένα από τα πρωιμότερα δείγματα γραμμικής πολεοδομικής διάταξης στο Αιγαίο.

Στα έργα δημόσιου χαρακτήρα συγκαταλέγεται ο περίβολος, που περικλείει πλέον την πόλη. Η οριοθέτηση της Πολιόχνης μετασχηματίζει τον οικισμό σε κλειστού τύπου. Η μετατροπή αυτή επιδρά και στη γενικότερη αντίληψη διαχείρισης του διαθέσιμου χώρου και αποτελεί τομή καθοριστικής σημασίας για την πολεοδομική εξέλιξη του πολίσματος. Στα έργα δημόσιου χαρακτήρα συγκαταλέγονται επίσης εντυπωσιακά τεχνικά έργα αναλημματικού χαρακτήρα, τα οποία παράλληλα επιτελούσαν και άλλες λειτουργίες. Μεταξύ αυτών, μεγάλοι τετράπλευροι χώροι ενίσχυσης του πρανούς ήταν οι χώροι 14 και 28, γνωστοί ως βουλευτήριο και σιταποθήκη αντίστοιχα. Όλοι είναι κατασκευασμένοι κατά το έμπλεκτο σύστημα δόμησης, όπως και ο περίβολος.

Την κυανή περίοδο διαδέχεται ομαλά η πράσινη (2700/2600-2500/2400). Θεωρείται περίοδος ακμής, με τον πληθυσμό να εκτιμάται στα 1500 άτομα και τον οικισμό να επεκτείνεται με την κατασκευή αναλληματικών τοίχων που διαμορφώνουν τεχνητά άνδηρα στα όρια της προηγούμενης περιόδου. Στην κεντρική, δυτική είσοδο του οικισμού διαμορφώνεται πρόπυλο, με δύο τετράγωνους πύργους να την προφυλάσσουν. Εντός του οικισμού διαμορφώνονται πλέον με σαφήνεια οικοδομικά τετράγωνα, που περιβάλλονται από οδούς. Μαζί με τη σύγχρονή της Θερμή στην Λέσβο, η Πολιόχνη αποτελεί το πρωιμότερο δείγμα οργάνωσης οικισμού σε οικοδομικά τετράγωνα, όπως περίπου επιβιώνουν μέχρι σήμερα στις σύγχρονες πόλεις. Κάθε οικοδομικό τετράγωνο περιλαμβάνει ένα έως περισσότερα ανεξάρτητα μεταξύ τους κτήρια με κοινούς τοίχους.  Κάθε κτήριο διατηρεί αυλή, συχνά κοινή με τα όμορά του κτίσματα, τον κύριο χώρο διαβίωσης, το λεγόμενο μέγαρο και βοηθητικούς χώρους αποθήκευσης και τροφοπαρασκευής. Ανάμεσα στα κτήρια κάθε νησίδας, στενά δρομάκια διευκολύνουν την κυκλοφορία, ενώ αγωγοί αποστράγγισης απομακρύνουν τα νερά από τις στέγες.

Οι δυο επόμενες περίοδοι, ερυθρή (2500/2400-2200) και κίτρινη (2200-2100/2000) αντιπροσωπεύονται από τα ορατά σήμερα κατάλοιπα στη ράχη του λόφου της Πολιόχνης. Ο περίβολος επισκευάζεται και ενισχύεται με επιπλέον προμαχώνες, οι κεντρικοί δρόμοι πλακοστρώνονται, τα κοινοτικά κτήρια και οι κοινόχρηστες κατασκευές παραμένουν σε λειτουργία. Το πολεοδομικό σύστημα δεν μεταβάλλεται, αλλά εντοπίζεται διαφοροποίηση στην κατασκευαστική τεχνολογία και τον προσανατολισμό των κτηρίων. Ειδικά κατά την κίτρινη περίοδο, κατά την οποία ανοικοδομείται η πόλη μετά από πυρκαγιά, πιθανό αποτέλεσμα σεισμού, η δόμηση είναι αμελέστερη, με τη χρήση αργών ακανόνιστων λίθων και την παρεμβολή άφθονης λάσπης ως συνδετικού υλικού. Οι αρχιτεκτονικές μορφές είναι τυποποιημένες και η επέκταση των ιδιωτικών κτηρίων γίνεται σε βάρος του δημόσιου χώρου, υποδηλώνοντας μια τάση εσωστρέφειας ή απλά έλλειψης χώρου σε σχέση με τις προηγούμενες περιόδους. Βασική μονάδα κάθε κτηρίου παραμένει το μέγαρο, ο στενόμακρος δηλαδή ενιαίος χώρος με είσοδο στη μια στενή πλευρά και συνήθως σε άμεση επικοινωνία με την σχεδόν πάντοτε λιθόστρωτη αυλή.

Το τέλος της κίτρινης φάσης και την εγκατάλειψη στην Πολιόχνη σηματοδοτεί ένας καταστρεπτικός σεισμός περί το 2000 π.Χ. Μετά από αυτόν, ο οικισμός ποτέ δεν αναβίωσε στην έκταση και ένταση των προηγούμενων ετών.

Η μετατροπή του οικισμού από χωριό με ελεύθερες καλύβες σε πόλισμα με σύνθετες κατοικίες, εγγεγραμμένες σε οριοθετημένες ζώνες και με την κατασκευή περιβόλου είναι μια τομή με πολλαπλές συνεκδοχές. Η ανάγκη οριοθέτησης του ζωτικού χώρου μιας ομάδας προϋποθέτει την αμοιβαία αποδοχή των μελών της. Σε οποιαδήποτε περίπτωση η σύλληψη πίσω από την κατασκευή του περιβόλου, είτε αυτός ήταν αναλημματικού, είτε οχυρωματικού χαρακτήρα, υποδηλώνει προηγμένη κοινωνική δομή και συνοχή, απόρροια της εξειδίκευσης, της εντατικοποίησης της παραγωγής και άρα της δυνατότητας αποθήκευσης πλεονάσματος και τελικά της γενικότερης οικονομικής ευημερίας.

Η πρωτοπορία της Πολιόχνης σε όλους τους παραπάνω τομείς και η μοναδικότητά της ανάμεσα στους υπόλοιπους γνωστούς προϊστορικούς οικισμούς της Ευρώπης, όταν πρωτοανακαλύφθηκε, της προσέδωσαν τον χαρακτηρισμό της αρχαιότερης πόλης της Ευρώπης. Σήμερα, κάτι λιγότερο από έναν αιώνα από την πρώτη ανασκαφή στην Πολιόχνη, το αρχαιολογικό αρχείο έχει εμπλουτιστεί από την έρευνα σε οικισμούς με παρόμοιο χαρακτήρα: άλλοι αρχαιότεροι, σύγχρονοι ή νεότεροι, άλλοι μεγαλύτεροι ή μικρότεροι, άλλοι μακροβιότεροι ή βραχύβιοι, κάποιοι πιο αποσπασματικοί, άλλοι υπαινικτικοί. Όμως η πρωιμότητα, η σημασία και η επίδραση των επιτευγμάτων της Πολιόχνης στο γεωγραφικό και πολιτισμικό της πλαίσιο δεν αμφισβητείται.