Το αρχαίο Ποτίδαιον ή Ποσείδιον, όπως το ονομάζει στα ρωμαϊκά χρόνια ο γεωγράφος Kλαύδιος Πτολεμαίος, βρισκόταν στη σημερινή πρωτεύουσα του νησιού Κάρπαθος, στο μυχό του όρμου των Πηγαδιών. Αποτελούσε κατά τους ελληνιστικούς χρόνους εδαφικό εξάρτημα (κτοίνα) και επίνειο της πόλεως Καρπάθου, μιας από τις τρεις αρχαίες πόλεις του νησιού (οι άλλες ήταν η Aρκέσεια και η Bρυκούς). Ακμή σημειώθηκε στο Ποτίδαιον κατά τους ρωμαϊκούς και τους παλαιοχριστιανικούς χρόνους.

Τα παλαιότερα ίχνη κατοίκησης στην περιοχή ανάγονται, σύμφωνα με επιφανειακά ευρήματα, στην Υστερη Nεολιθική / Πρώϊμη Εποχή του Χαλκού. Ιδιαίτερα σημαντικό εύρημα για την περίοδο αυτή είναι ένα λίθινο ειδώλιο γυναικείας θεότητας που χρονολογείται γύρω στο 3000 π.X. και σήμερα βρίσκεται στο Βρετανικό Μουσείο.

Στους μινωικούς και στη συνέχεια και στους μυκηναϊκούς χρόνους, στην πεδινή παραλιακή έκταση νοτιοδυτικά του σημερινού κτηρίου του Eπαρχείου, αναπτύχθηκε ένας σημαντικός οικισμός. Η παλαιότερη φάση του τοποθετείται στη Mεσομινωική /Yστερομινωική IA περίοδο, ενώ πρόσφατη ανασκαφή έφερε για πρώτη φορά στο φως κτιριακά λείψανα και τρεις κλιβάνους που ανήκουν στη νεώτερη, μυκηναϊκή φάση του (Yστεροελλαδική IIIA-IIIB). Μυκηναϊκή ακρόπολη ίσως υπήρχε στο λόφο Bουνός, πάνω από το λιμάνι των Πηγαδίων, όπου όμως τα σωζόμενα λείψανα συνδέονται με την ελληνιστική ακρόπολη. Το νεκροταφείο του οικισμού βρισκόταν στα νοτιοδυτικά, στις θέσεις Aνεμόμυλοι, Σκόπη και Μακέλλι, όπου και αποκαλύφτηκε το 1949 τάφος της Υστεροελλαδικής ΙΙΙΑ/ΙΙΙΒ περιόδου με πλήθος αγγείων. Ενδείξεις για ύπαρξη δεύτερης μινωικής εγκατάστασης εντοπίστηκαν και στο βόρειο άκρο του κόλπου των Πηγαδιών, στη θέση Βρόντη.

Το Ποτίδαιον των ιστορικών χρόνων πρέπει να περιοριζόταν στην πεδινή έκταση γύρω από το λιμάνι. Τα έως σήμερα γνωστά αρχαιολογικά κατάλοιπα και ευρήματα δεν είναι παλαιότερα των ελληνιστικών χρόνων. Την περίοδο αυτή οι πόλεις της Καρπάθου είχαν ενσωματωθεί στο ροδιακό κράτος ως δήμοι του. Η πόλις Κάρπαθος, στην οποία ανήκε η ''κτοίνα Ποτιδαιέων'', αναφέρεται στις επιγραφές ως δήμος Kαρπαθιοπολιτών. Η ακρόπολη του ελληνιστικού Ποτιδαίου, όπου σύμφωνα με επιγραφικές μαρτυρίες υπήρχε ιερό της Λινδίας Αθηνάς και ιεροθυτείον, βρισκόταν στο λόφο βορειοανατολικά του σημερινού λιμανιού, ενώ στις τριγύρω πλαγιές πρέπει να απλωνόταν η νεκρόπολη, όπως έδειξε η αποκάλυψη σποραδικών τάφων. Τάφος μνημειώδους μορφής λαξευτός στο βράχο διατηρείται και στη θέση Mύλη, νοτιοδυτικά των Πηγαδιών, ενώ δύο αγροτικού χαρακτήρα ιερά λαξευτά στο βράχο υπάρχουν στα περίχωρα νότια των Πηγαδιών. Το σημαντικό ρόλο που διαδραμάτισε κατά τους ελληνιστικούς χρόνους η ''κτοίνα Ποτιδαιέων'' με την ακρόπολή της για την άμυνα ολόκληρου του νησιού, μαρτυρεί τιμητικό ψήφισμα με το οποίο τιμάται ο Καρπαθιοπολίτης Παμφυλίδας Ιέρωνος, γιατί μαζί με τους κατοίκους του Ποτιδαίου απέκρουσε τον 2ο π.Χ. αι. επίθεση των Κρητών πειρατών.

Κατά τους ρωμαϊκούς χρόνους, με τις ευνοϊκές συνθήκες που επεκράτησαν με την Pax Romana και χάρις στο φυσικό λιμάνι του, το Ποτίδαιον φαίνεται πως γνώρισε σημαντική ανάπτυξη, έτσι ώστε ο Kλαύδιος Πτολεμαίος να το χαρακτηρίζει τον 2ο αι. μ.X. ως πόλη. Η ανάπτυξη συνεχίστηκε και στους παλαιοχριστιανικούς χρόνους (4ος-6ος αι. π.X.), όπως δείχνουν οι τρεις τουλάχιστον βασιλικές που έχουν έως τώρα αποκαλυφτεί. H μία από αυτές βρισκόταν στους νοτιοδυτικούς πρόποδες της ακρόπολης και σήμερα δεν είναι ορατή. Οι δύο άλλες αποκαλύφτηκαν στη δυτική παραλία του κόλπου των Πηγαδιών. Η πρώτη είναι επισκέψιμη, στη θέση ’φωτη και η δεύτερη ακόμη ανασκάπτεται, στη θέση Βρόντη.

Στους ταραγμένους αιώνες που ακολούθησαν το Ποτίδαιον φαίνεται πως εγκαταλείφτηκε και οι κάτοικοι του αποσύρθηκαν στο Απέρι, όπου τοποθετείται η πόλις Κάρπαθος. Η περιοχή γύρω από το λιμάνι άρχισε και πάλι να κατοικείται συστηματικά στις τελευταίες δεκαετίες του 19ου αι. Από το 1894 το Ποτίδαιον είναι πρωτεύουσα του νησιού.