Η περίοδος της Οθωμανικής Αυτοκρατορίας, είχε σημαντική επιρροή στη Λήμνο και στο Ελληνικό Έθνος συνολικά. Η περίοδος αυτή χαρακτηρίζεται από πολυάριθμα γεγονότα που διαμόρφωσαν την κοινωνική, οικονομική και πολιτική ζωή στην περιοχή.

Οι κεχαγιάδες και το έργο τους αποτελούσαν για αιώνες τον πνεύμονα που έδινε ζωή στη γεωργία, την κτηνοτροφία, το εμπόριο, αλλά και την πολιτιστική ζωή της Λήμνου. Σήμερα, οι μάντρες των κεχαγιάδων παραμένουν διασκορπισμένες στη γη του νησιού για να θυμίζουν στους ντόπιους και τους επισκέπτες αυτή τη σελίδα της ζωής της Λήμνου.

Το εκπαιδευτικό σύστημα της Λήμνου στηρίχθηκε σε μεγάλο βαθμό στην προθυμία των Λημνιών του εξωτερικού, που με τις δωρεές τους κατέθεταν σημαντικά χρηματικά ποσά για κοινωφελή έργα στην πατρίδα τους. Ένας από αυτούς, ο Οδυσσέας Παντελίδης, ανέλαβε την υποστήριξη του Παρθεναγωγείου της Μύρινας.

Στη Νέα Κούταλη της Λήμνου στέκει με σταυρωμένα χέρια το μπούστο του περίφημου αθλητή Παναγή Κουταλιανού. Όπως μαρτυρά το επίθετο του, ο σχεδόν υπεράνθρωπος Παναγής συνδέεται με το χωριό της Λήμνου, αλλά ακόμα περισσότερο με το νησί της Κούταλης της Προποντίδας. Γύρω από το όνομα του έχει υφανθεί ένας περίπλοκος ιστός μυθοπλασίας και πραγματικών γεγονότων, όπου πρωταγωνιστικό ρόλο παίζουν η δύναμη του αθλητή και η τεράστια φήμη του.

Ο Μητροπολιτικός ναός της Αγίας Τριάδας Λήμνου στέκει πάνω στα θεμέλια των ναών που χτίστηκαν το 1479, όταν η Μητρόπολη μεταφέρθηκε στη Μύρινα. Είναι ένας μεγαλοπρεπής ναός, σύμβολο της θρησκευτικότητας και της δραστήριας πορείας της Μητρόπολης της Λήμνου.

Η Ατσική είναι ένα από τα κεφαλοχώρια της Λήμνου. Οι κάτοικοι της για πολλά  χρόνια εκμεταλλεύονται αγροτικά την εύφορη πεδιάδα της περιοχής τους. Σήμα κατατεθέν του χωριού αποτελεί από το 1868 ο Ιερός Ναός Αγίου Γεωργίου, ενώ από τα χρόνια του μεσοπολέμου δεσπόζει δίπλα από την εκκλησία, το περίφημο καμπαναριό της.

Το «Χριστοδουλίδειο» Αρρεναγωγείο αποτελεί ένα από τα δείγματα της κοινοτικής πρωτοβουλίας των κατοίκων της Λήμνου και του εξωτερικού, που έδιναν κόπο και χρήματα από κοινού για να βελτιώσουν τις συνθήκες ζωής και εκπαίδευσης του τόπου τους, όταν αδυνατούσε να υπάρξει ικανή «κρατική» αρωγή.

Το Ρωμανού, στην ανατολική Λήμνο, αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα της παραδοσιακής αρχιτεκτονικής του νησιού που διατηρείται μέχρι σήμερα. Σημαντικό κομμάτι της οικοδομικής και διακοσμητικής τέχνης του χωριού αποτελεί η Ρωμανιώτικη πέτρα, που υπήρξε περιζήτητη σε όλη τη Λήμνο.

Το 1891 ξεκινά η ανέγερση του ιερού ναού της Αγίας Μαρίνας στο Λιβαδοχώρι Λήμνου. Το 1912, ο ίδιος ναός υποδέχεται τον ζωγράφο Γρηγόριο Παπαμαλή, εκπρόσωπο της λαϊκής τέχνης στο νησί της Λήμνου, ο οποίος είχε αναλάβει να τον αγιογραφήσει.

Ο μνημειακός ναός Ευαγγελίστριας Μούδρου στέκεται πάνω από τα εδάφη που άλλοτε υπήρχε το αγιορείτικο μετόχι της Αγίας Μαρίνας. Η ιστορία του μετοχίου και το τέλος του, αποτελούν εξαιρετική αφορμή μελέτης της συνύπαρξης χριστιανών και μουσουλμάνων στο νησί της Λήμνου, η οποία υπήρξε μακραίωνη και πολύπλευρη.

Στο πιο βορειοανατολικό άκρο της Λήμνου δεσπόζει ο μεγαλοπρεπής Φάρος της Πλάκας, που εποπτεύει παραπάνω από 100 χρόνια τα νερά του βορείου Αιγαίου και συντροφεύει με ασφάλεια τους ναυτικούς στα μακρινά ταξίδια τους.

Με την έναρξη της Ελληνικής Επανάστασης του 1821 και αργότερα επί των Βαλκανικών πολέμων (1912-1913), αλλά και της Γερμανικής κατοχής (1941-1945), η γεωγραφική θέση της νήσου Λήμνου ήταν κομβικής στρατιωτικής σημασίας. Υποστηρίζεται ότι η κατάκτησή της από τον Ελληνικό στόλο στις 8/10/1912, έπαιξε καθοριστικό ρόλο για την απελευθέρωση των νησιών του Αιγαίου, καθότι η Λήμνος είναι στρατηγικά τοποθετημένη μόλις 50 μίλια μακριά από την έξοδο των Στενών του Ελλησπόντου.

Το 1915 στο Μούδρο της Λήμνου κατέφτασαν οι δυνάμεις της Αντάντ, μαζί με τον αυτοκρατορικό στρατό των συμμάχων των Άγγλων. Δίπλα στους Βρετανούς και τους Γάλλους, οι κάτοικοι της Λήμνου γνώρισαν στρατιώτες της Αυστραλίας και της Νέας Ζηλανδίας, από τους οποίους απαρτιζόταν το στρατιωτικό σώμα της ANZAC (Australian and New Zealand Army Corps).

Απέναντι από το Κουκονήσι, πάνω από τον όρμο του Μούδρου, την έδρα των Συμμαχικών Δυνάμεων κατά τον Α΄ παγκόσμιο πόλεμο, βρίσκεται ακόμα το νεκροταφείο των στρατιωτών που έχασαν τη ζωή τους κατά τη μεγάλη -και αποτυχημένη- εκστρατεία της Καλλίπολης.

Ο όρμος του Μούδρου στη Λήμνο, αποτέλεσε κατά τις πρώτες δεκαετίες του 20ού αιώνα, κομβική στρατηγική τοποθεσία για το Ελληνικό κράτος και τους συμμάχους του, καθώς λειτουργούσε ως επιχειρησιακό ορμητήριο για τις ναυτικές δυνάμεις που συμμετείχαν στον Βαλκανικό και τον Α’ Παγκόσμιο Πόλεμο.

Ένα από τα κεντρικότερα σημεία του Μούδρου, καταλαμβάνει ο Μνημειακός Ναός του Ευαγγελισμού της Θεοτόκου (ή «Ευαγγελίστρια»), ένα εντυπωσιακό αρχιτεκτόνημα με ιδιαίτερη σημασία για όλο το νησί.

Στο ακρωτήρι της Πούντας, ανατολικά του Πορτιανού, εντοπίζεται η “πυραμίδα” της Λήμνου, ένα κενοτάφιο αφιερωμένο στους νεκρούς Κοζάκους πρόσφυγες του 1920. Λίγα λεπτά απόσταση, προς τα δυτικά, βρίσκεται και ένας δεύτερος χώρος, το Ρωσικό κοιμητήριο, όπου βρίσκονται ενταφιασμένοι ενήλικες και παιδιά που δεν επιβίωσαν από τις κακουχίες της προσφυγιάς.

Το μνημείο του Μικρασιάτη πρόσφυγα στο χωριό του Αγίου Δημητρίου, στέκεται σαν διαχρονικό σύμβολο των όσων ακολούθησαν τη Μικρασιατική καταστροφή, αφού οι συνέπειες τους επηρέασαν βαθύτατα την κοινωνία του νησιού.

Ο Ναός του Αγίου Δημητρίου στέκει ανάμεσα στα κτίρια του οικισμού του ομώνυμου χωριού, το οποίο δημιουργήθηκε από τους Μικρασιάτες πρόσφυγες που έφτασαν στη Λήμνο (1914 και 1922).

Η Λήμνος θεωρείται το δεύτερο μεγαλύτερο νησί του Αιγαίου, μετά την Κάλυμνο, στην τέχνη της σπογγαλιείας και της επεξεργασίας του σφουγγαριού. Οι ρίζες της παράδοσης αυτής εντοπίζονται σε ένα άλλο, πολύ μικρότερο, νησί της Προποντίδας, την Κούταλη.

Ανάμεσα στα σημερινά χωριά Καρπάσι και Λιβαδοχώρι βρίσκεται το Κτήμα Μητροπόλεως, μία έκταση, η εκμετάλλευση της οποίας έχει αποδειχθεί εξαιρετικής σημασίας για το νησί της Λήμνου, χάρη στη διαχείριση της από το Παλλημνιακό Σχολικό Ταμείο και των προκατόχων του.

Το Τεχνικό Επαγγελματικό Λύκειο του Μούδρου, είναι ένα ακόμα από τα εκπαιδευτικά ιδρύματα του νησιού, του οποίου η ιστορία πηγαίνει πολλές δεκαετίες πίσω. Η απαρχή της λειτουργίας του συνδέεται με τη δύσκολη περίοδο της αποκατάστασης των Μικρασιατών προσφύγων στη Λήμνο και την απότομη αύξηση του πληθυσμού του νησιού.

Ανατολικά του κάστρου της Μύρινας, εντοπίζεται η πλατεία Ελευθερίου Βενιζέλου. Η σχέση του νησιού με τον μεγάλο πολιτικό ήταν σημαντική, καθώς στις δύο δεκαετίες της ενεργής του πολιτικής παρουσίας, ο Βενιζέλος στήριξε την εξωτερική του πολιτική πολλάκις στη στρατηγική θέση της Λήμνου.

Οι Αχαιοί πολιορκητές της Τροίας είχαν ελάχιστες απολαύσεις διαθέσιμες κατά τη δεκαετή εκστρατεία τους. Μία από αυτές, σύμφωνα με τον Όμηρο, ήταν το κρασί της Λήμνου, δώρο στους κατοίκους του νησιού από τον γιο του Διονύσου, τον Θόα. Από αυτή την αναφορά ξεκινά μία ιστορική διαχρονική σχέση του ηφαιστειογενούς νησιού με την αμπελουργία και την παραγωγή εξαιρετικών κρασιών. Εικάζεται μάλιστα ότι οι κάτοικοι της Πολιόχνης της Λήμνου, γνώριζαν τις διαδικασίες της παραγωγής κρασιού ήδη από το 3000 π.Χ.

Το νησί της Λήμνου παρέμεινε υπό Γερμανική κατοχή για 3,5 χρόνια, από τις 25/4/1941 έως τις 16/10/1944. Μέσα σε αυτό το χρονικό διάστημα δεν έλειψαν οι εντάσεις, οι αντιστασιακές δράσεις και τα αντίποινα.

Το Ανεξάρτητο Τάγμα της Λήμνου πήρε μέρος στις μάχες κατά της Ιταλίας στη βόρεια Ήπειρο, αλλά διαλύθηκε μετά τη συνθηκολόγηση της χώρας με τους Γερμανούς. Τον Απρίλη του 1941, το νησί πέρασε σε Γερμανική κατοχή.

Ο Ιερός Λόχος ήταν ένα εκστρατευτικό σώμα αποτελούμενο από αξιωματικούς του ελληνικού στρατού που είχαν διαφύγει στην Αίγυπτο, μετά τη πτώση του μετώπου της Πίνδου (1940). Τα μέλη του Λόχου πέρασαν από σκληρή εκπαίδευση και συμμετείχαν ενεργά στον αγώνα της απομάκρυνσης των κατοχικών δυνάμεων από τον ελλαδικό χώρο.

H Λήμνος ανήκει στα νησιά που λειτούργησαν ως τόποι εξορίας κατά τα χρόνια του ελληνικού εμφυλίου πολέμου. Ανάμεσα στους πολιτικούς εξόριστους και καλλιτέχνες που εξορίστηκαν στη Λήμνο, ήταν και ο μεγάλος ποιητής Γιάννης Ρίτσος, που χρησιμοποίησε τα χρόνια της εξορίας του ως έμπνευση για μερικά από τα σπουδαιότερα έργα του.

Το μνημείο προς τιμήν των ηρώων της ΕΟΚΑ (Εθνική Οργάνωση Κυπρίων Αγωνιστών) ανεγέρθηκε χάρη στον έρανο που διοργάνωσε ο φλογερός υποστηρικτής του ενωτικού αγώνα και αντιπρόεδρος της Πανελλήνιας Επιτροπής Αυτοδιαθέσεως της Κύπρου, μητροπολίτης Λήμνου, Διονύσιος. Τα εγκαίνιά του έγιναν στις 30 Αυγούστου 1958. Παρόντες, ο ιεράρχης της Κύπρου Μακάριος και ο συνεξόριστός του ιερέας, Παπασταύρος Παπαγαθαγγέλου.

Η διαδικασία της συλλογής και της επεξεργασίας των σφουγγαριών αποτελείται από πολλά διαδοχικά βήματα, που ξεκινούν από τον βυθό, συνεχίζουν με την επεξεργασία, για να καταλήξουν στο εμπόριο. Οι σφουγγαράδες της Λήμνου ήταν άριστοι σε αυτή τη διαδικασία και γι’ αυτό το σφουγγάρι αποτελούσε για χρόνια κύριο εξαγωγικό προϊόν του νησιού.

Στις αρχές της δεκαετίας 1990, το Πανεπιστήμιο Αιγαίου δεν είχε κλείσει ούτε την πρώτη δεκαετία του και δεν είχε ακόμη εκλέξει την πρώτη Πρυτανεία του. Πρωτοστάτησε παρόλα αυτά αναλαμβάνοντας την επιστημονική ευθύνη στο Πρόγραμμα Αιγαίο Αρχιπέλαγος. Μία δράση της Ελληνικής Κυβέρνησης για την πολύπλευρη ανάπτυξη του Αρχιπελάγους, βασισμένη εν πολλοίς στο όραμα του Κωνσταντίνου Σοφούλη, του Προέδρου της πρώτης Διοικούσας Επιτροπής του, ο οποίος συνέχιζε να υπηρετεί το Πανεπιστήμιο Αιγαίου ως Καθηγητής του.

Το νησί της Λήμνου γεωφυσικά χαρακτηρίζεται, σε αντίθεση με πολλά από τα νησιά του Αιγαίου, από το ότι διαθέτει την έκταση και το υπέδαφος που ευνοούν την αγροτική παραγωγή. Κομβικό ρόλο στις διαδικασίες της παραγωγής αυτής, έπαιζαν για πολλά χρόνια οι χαρακτηριστικοί ανεμόμυλοι του νησιού.