Ένα από τα σημαντικά ιερά της Εύβοιας, το οποίο συνέδεσε την ιστορία του με τη ναυμαχία του Αρτεμισίου, είναι αυτό της Αρτέμιδας Προσηώας. Βρίσκεται στο χαμηλό λόφο του Αγίου Γεωργίου στο Πευκί, αμέσως νότια του δρόμου που οδηγεί από την Ιστιαία στα χωριά του Αρτεμισίου και στη Χαλκίδα. Σύμφωνα με τις αρχαίες πηγές το ιερό βρισκόταν κοντά στην παραλία, όπου βρίσκονταν τα ελληνικά πλοία (Ηρόδοτος, Ιστορίαι, Ζ΄ 176 / Πλούταρχος, Βίοι Παράλληλοι, Θεμιστοκλής, VIII / Πλούταρχος, Περί της Ηροδότου κακοηθείας, 34). Σύμφωνα με την περιγραφή του Πλουτάρχου το ιερό διέθετε ένα μικρό ναό μέσα σε ένα άλσος, ενώ διάφορες αναθηματικές στήλες ήταν στημένες στο ύπαιθρο. Μια από τις στήλες αυτές ήταν και το τρόπαιο που αφιέρωσαν στη θεά οι Αθηναίοι μετά το τέλος του πολέμου.

Από τις περιγραφές των αρχαίων πηγών συνάγεται ότι το ιερό υπήρχε ήδη την εποχή της ναυμαχίας του Αρτεμισίου, το 480 π.Χ. Πότε ιδρύθηκε το ιερό είναι άγνωστο, όπως επίσης άγνωστη είναι και η πορεία του στο χρόνο. Από δυο επιγραφές εξάγονται κάποια συμπεράσματα για την ιστορία του και για τη λατρεία της θεάς. Η πρώτη φυλάσσεται στο Επιγραφικό Μουσείο, χρονολογείται στο 2ο μισό του 2ου αι. ή στις αρχές του 1ου αι. π.Χ. και αναφέρει τα ονόματα εκείνων που συνέβαλαν στην ανακατασκευή του ιερού και την αφιέρωση ενός λατρευτικού αγάλματος. Δεν είναι ωστόσο γνωστό, αν το άγαλμα αυτό αντικατέστησε κάποιο παλιότερο. Τα χρήματα που συλλέχθηκαν τότε ήταν 8.125 δραχμές, πολύ μεγάλο ποσό για το μέγεθος του ιερού, αν και αποτελεί μια ένδειξη για την ευρεία έκταση και την πολυτέλεια των εργασιών. Ένα αντίγραφο της επιγραφής αυτής, που φυλάσσεται στην Αρχαιολογική Συλλογή Ωρεών, είναι πιθανό να είχε στηθεί στο πολιτικό κέντρο της περιοχής, τον Ωρεό. Η δεύτερη επιγραφή που βρέθηκε στο ιερό και χρονολογείται στο 4ο ή 3ο αι. π.Χ. αναφέρεται στον πυρρίχιο χορό. Η θεά Άρτεμις ονομάζεται αγροτέρακαι προς τιμή της γινόταν ο πυρρίχιος χορός. Είναι πιθανό ο χορός να εκτελούνταν από νέους της περιοχής σε ανάμνηση της ναυμαχίας και με τον τρόπο αυτό συνδέεται η λατρεία της θεάς με αυτή. Τέλος κατά την εξέταση της επιγραφής μιας ερμαϊκής στήλης, που βρίσκεται στην Αρχαιολογική Συλλογή Ωρεών και χρονολογείται στα μέσα του 5ου αι. π.Χ., υποστηρίχθηκε ότι η στήλη αυτή αφιερώθηκε στο ιερό της θεάς από τον Κέφαλο, γιο του Ηγεμόνος, και τοποθετήθηκε στην είσοδο του ιερού. Το ιερό της Αρτέμιδας πρέπει να καταστράφηκε από φωτιά λίγο μετά το 569 μ.Χ., όπως έδειξε η εύρεση ενός τεσσαρακοντανούμμιου, νόμισμα του αυτοκράτορα Ιουστίνου Β΄.

Η σύντομη ανασκαφική έρευνα έφερε στο φως ένα μεγάλο κτήριο ρωμαϊκών ή πρώιμων βυζαντινών χρόνων. Οι διαστάσεις του είναι 30 x 13 μ. και καταλαμβάνει όλη την κορυφή του λόφου. Από τον αρχαίο ναό βρέθηκαν λίγα αρχιτεκτονικά μέλη και τμήμα του επιστυλίου. Ο ανασκαφέας υπέθεσε, λαμβάνοντας υπόψη και την περιγραφή του Πλούταρχου, ότι ο ναός της Αρτέμιδας πρέπει να ήταν δωρικού ρυθμού με διαστάσεις περίπου 6,50 x 13 μ. Θεώρησε ότι πρέπει να διέθετε δυο κίονες στην πρόσοψη ανάμεσα στις προεκτάσεις των μακρών τοίχων. Από το ναό βρέθηκαν ακόμη τμήματα της πήλινης σίμης με γραπτή διακόσμηση, καθώς και ακροκέραμα κλασικής και ελληνιστικής περιόδου. Στο εσωτερικό του ναού βρισκόταν το λατρευτικό άγλαμα της θεάς. Ο ανασκαφέας αναφέρει ακόμη την ανακάλυψη γλυπτών από λευκό μάρμαρο, τμήμα ύψους 0,45 μ. από κορμό ντυμένου γυναικείου αγάλματος, τμήμα στήλης με παράσταση ενός γοργονείου, και τμήμα στήλης με παράσταση δυο γυναικείων μορφών (μια ένθρονη και μια ικέτιδα). Εκτός όμως από την επιγραφή του Αρτεμισίου όλα τα υπόλοιπα ευρήματα θεωρούνται σήμερα πλέον χαμένα.

Η ανακάλυψη στα τέλη του 19ου αι. της επιγραφής του Αρτεμισίου στο λόφο του Αγίου Γεωργίου στο Πευκί οδήγησε το Γερμανό αρχαιολόγο G. Lolling να ξεκινήσει ανασκαφική έρευνα στην περιοχή με σκοπό την αποκάλυψη του ιερού. Η ανασκαφή ξεκίνησε το 1883 και διήρκησε μόλις 7 μέρες. Τα αποτελέσματά της ήταν όμως ιδιαίτερα σημαντικά, καθώς οδήγησαν στην ανακάλυψη του ιερού της Αρτέμιδας Προσηώας. Το 1910 κτίστηκε το εκκλησάκι του Αγίου Γεωργίου και αργότερα εγκαταστάθηκε στην περιοχή το νεκροταφείο του νεότερου οικισμού του Πευκιού, δείχνοντας πως η ανασκαφή του Lolling είχε ξεχαστεί.