Ο μητροπολιτικός ναός της Μυτιλήνης βρίσκεται στο κέντρο της πόλης και είναι αφιερωμένος στον Άγιο Αθανάσιο. Χρονολογείται στα τέλη του 16ου-αρχές 17ου αι. Έχει υποστηριχθεί ότι ο ναός έγινε μητροπολιτικός το 1721, όταν ο μητροπολίτης Μυτιλήνης Νικόδημος Αίναζης έχτισε στον περίβολο του ναού τη μητροπολιτική του κατοικία. Ανήκει στον τύπο της τρίκλιτης τρουλαίας βασιλικής. Εσωτερικά είναι κοσμημένος με αγιογραφίες του Λέσβιου ζωγράφου Bασιλείου Κεσακλή, τις οποίες φιλοτέχνησε το 1901. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το τέμπλο του ναού, ένα από τα ωραιότερα δείγματα της μεταβυζαντινής ξυλογλυπτικής της Λέσβου. Στη διακόσμηση του τέμπλου επικρατεί έντονη διάθεση για τη λεπτομερή απόδοση μοτίβων φυσιολαϊκότροπου χαρακτήρα. Ιδίας τεχνοτροπίας με το τέμπλο είναι η αγία τράπεζα και ο αρχιερατικός θρόνος. Έχουν φιλοτεχνηθεί το 1738, σύμφωνα με επιγραφή σκαλισμένη στο θρόνο : ''1738 Μ(αΐ)ου 6''. Το εντυπωσιακό κωδωνοστάσιο του ναού, το οποίο ανεγέρθηκε το 1882, παρουσίαζει στοιχεία που παραπέμπουν στο νεογοτθικό ρυθμό. Έχει ύψος τριάντα τριών μέτρων και είναι κτισμένο, όπως και ο ναός, με ''σαρμοσακόπετρες'', πέτρες δηλαδή από το φημισμένο μικρασιατικό λατομείο ''Σαρμοσάκ''.