Η Ηφαιστία, χτισμένη σε μια θέση βόρεια του κόλπου του Πουρνιά, αποτελούσε κατά τους ιστορικούς χρόνους τη δεύτερη σημαντικότερη πόλη της Λήμνου μετά τη Μύρινα. Οι ανασκαφές που έγιναν από την Ιταλική Αρχαιολογική Σχολή και την αρμόδια Εφορεία Προϊστορικών και Κλασικών Αρχαιοτήτων, έφεραν στο φως αρχαιότητες, που τεκμηριώνουν τη συνεχή κατοίκηση στην περιοχή από την Ύστερη Εποχή του Χαλκού μέχρι και τους Βυζαντινούς χρόνους.

Η αποκάλυψη ενός νεκροταφείου, που χρονολογείται από τα μέσα του 8ου έως τον 5ο αιώνα π.Χ. και ενός σημαντικού ιερού, μας παρέχουν σημαντικά στοιχεία για την πόλη των αρχαϊκών χρόνων. Το ιερό, που ταυτίστηκε με το ιερό της Μεγάλης Θεάς, και είναι κτισμένο στις δυτικές πλαγιές της χερσονήσου εντός της πόλης, ήταν σε χρήση από τα μέσα του 8ου μέχρι το τέλος του 6ου αιώνα π.Χ., οπότε καταστράφηκε βίαια. Τα οικοδομικά λείψανα του κεντρικού συγκροτήματος, του οποίου διατηρούνται οι κατώτεροι δόμοι, βρίσκονται σε δύο επίπεδα: το χαμηλότερο δυτικά, που αποτελείται από επτά συνεχόμενους μικρούς χώρους και το υψηλότερο ανατολικά, που αποτελείται από τρεις χώρους με άνοιγμα σε μια αυλή. Από τα ορατά μνημεία του αρχαιολογικού χώρου, σημαντικοί είναι και δύο κεραμικοί κλίβανοι εργαστηρίου των Ελληνιστικών χρόνων (2ος - 1ος αιώνας π.Χ.), που αποκαλύφθηκαν πλησίον του λατρευτικού οικήματος. Σώζονται επίσης τα κατάλοπα του Θεάτρου της Ηφαιστίας που χρονολογείται στις αρχές της ελληνιστικής περιόδου και υπέστη τροποποιήσεις κατά τη ρωμαϊκή εποχή. Στο πλαίσιο του Γ΄ ΚΠΣ πραγματοποιήθηκαν εργασίες αποκατάστασης και ανάδειξης του αρχαίου Θεάτρου, προκειμένου να διασωθεί και να καταστεί επισκέψιμο και αναγνώσιμο από τους επισκέπετες.

Στα νοτιανατολικά της πόλης κοντά στη θάλασσα, έχουν αποκλαυφθεί λουτρικές εγκαταστάσεις και κατάλοιπα κατοικιών των ελληνιστικών και βυζαντινών χρόνων.