Ο Άγιος Ευστράτιος –ή Άη Στράτης– είναι ο μοναδικός οικισμός του ομώνυμου νησιού με 270 μόνιμους κατοίκους, σύμφωνα με τα στοιχεία της τελευταίας απογραφής (2011). Ο παλαιός παραδοσιακός οικισμός του νησιού και οι ανεμόμυλοι στην κορυφή του παρακείμενου λόφου ισοπεδώθηκαν κατά τον καταστρεπτικό σεισμό του 1968. Τα σωζόμενα οικήματα είναι λαϊκής παραδοσιακής αρχιτεκτονικής, λιθόκτιστα διώροφα ή τριώροφα, συχνά με ξύλινο σαχνισί. Ο νέος οικισμός δημιουργήθηκε από τυποποιημένα ομοιόμορφα χαμηλά κτίσματα στην παρακείμενη κοιλάδα, όπου μέχρι τότε βρίσκονταν κήποι και περιβόλια.
Το νησί κατοικήθηκε από τους προϊστορικούς χρόνους, ενώ κατά την αρχαιότητα κατείχε σημαντική θέση στα εμπορικά θαλάσσια δίκτυα και εμφανίζεται στις ιστορικές αναφορές ως Νέα. Ο Άγιος Ευστράτιος φαίνεται ότι εγκαταλείφθηκε κατά τον 15ο αιώνα λόγω της πειρατείας και ξανακατοικήθηκε τον 16ο αιώνα από ελληνικούς πληθυσμούς των γύρω νησιών και περιοχών. Σπαράγματα των διαφορετικών ιστορικών χρόνων έχουν βρεθεί σχεδόν σε όλη την βραχώδη και ηφαιστειακή έκταση του νησιού. Στην περιοχή του Κάστρου βρίσκεται ο αρχαιολογικός χώρος του Ναού των Αγίων Πέντε Μαρτύρων (1693). Ο Ναός του Αγίου Βασιλείου (1727) αποτελεί το μοναδικό δείγμα αρχιτεκτονικής της μεταβυζαντινής εποχής που σώζεται μέχρι σήμερα. Από τα νεότερα χρόνια ξεχωρίζει το εμβληματικό κτίριο της Μαράσλειου Σχολής που λειτούργησε ως σχολείο από το 1912 έως τον σεισμό του 1968.
Κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα, το νησί υπήρξε τόπος εξορίας πολιτικών κρατουμένων. Οι πρώτοι εξόριστοι στάλθηκαν εκεί την περίοδο του βενιζελικού ιδιωνύμου (1928), ενώ κατά την Μεταξική δικτατορία (1936-1940) έγιναν μαζικότεροι εκτοπισμοί. Την περίοδο του Εμφυλίου Πολέμου(1946-1949) και ιδίως αργότερα μετά το κλείσιμο της Μακρονήσου (1958) στο νησί μεταφέρθηκαν χιλιάδες αριστεροί εξόριστοι. Μέχρι τον οριστικό τερματισμό των εκτοπίσεων το 1963, στον Άη Στράτη βρέθηκαν ως εξόριστοι εξέχουσες προσωπικότητες της πνευματικής και πολιτικής ζωής της χώρας. Από το 2007, στο ιστορικό κτίριο του παλαιού διδακτηρίου και νοσοκομείου του νησιού λειτουργεί το Μουσείο Δημοκρατίας που μνημονεύει αυτή την περίοδο.