Η Λήμνος βρίσκεται στη μέση περίπου του Βορείου Αιγαίου, κοντά στην Ίμβρο και τα στενά τον Δαρδανελίων. Νησί ηφαιστειογενές και εύφορο, παρά την περιορισμένη βλάστηση, κατοικείται αδιάλειπτα από την 4η χιλιετία π.Χ. Την μακραίωνη κατοίκιση του νησιού μαρτυρούν σημαντικοί αρχαιολογικοί χώροι, όπως αυτοί της Πολιόχνης, της Ηφαιστείας και του Καβείριου.
Η Μύρινα είναι η πρωτεύουσα της Λήμνου και κύριο λιμάνι του νησιού. Ο σύγχρονος οικισμός είναι κτισμένος στα ερείπια της αρχαίας Μύρινας που πήρε το όνομα της γυναίκας του πρώτου βασιλιά του νησιού, Θόαντα. Ο οικισμός, ωστόσο, ονομαζόταν Κάστρο από την ύστερη βυζαντινή εποχή μέχρι το 1955, καθώς στο κέντρο του δεσπόζει το βυζαντινό οχυρό. Το οχυρό κτίστηκε τον 12αι. και έπαιξε σημαντικό ρόλο στην άμυνα του νησιού, αλλά και γενικότερα στον έλεγχο της περιοχής του ΒΑ Αιγαίου.
Ο σημερινός οικισμός διαθέτει αξιόλογο οικιστικό απόθεμα διάφορων περιόδων και ποικίλων αρχιτεκτονικών ρυθμών, από την Τουρκοκρατία έως τα νεότερα χρόνια. Ο οικισμός εκτείνεται δεξιά και αριστερά του όγκου του Κάστρου, πάνω σε δύο παραλίες: τον Ρωμέικο Γιαλό και τον Τούρκικο Γιαλό.
Στα νότια της πόλης, το σημερινό λιμάνι, βρισκόταν η πρώην οθωμανική συνοικία, η οποία συγκέντρωνε την εμπορική και βιοτεχνική δραστηριότητα της Μύρινας. Σώζονται πολλά από τα παλιά λιθόστρωτα σοκάκια, καθώς και μερικές από τις δημόσιες κρήνες της περιόδου της Τουρκοκρατίας. Μετά το 1922, στην περιοχή εγκαταστάθηκαν πρόσφυγες από τη Μάδυτο της Προποντίδας.
Στο δυτικό τμήμα του οικισμού, τον Ρωμέικο Γιαλό, διατηρείται ένα αξιόλογο σύνολο κτηρίων του 19ου αιώνα με εμφανή νεοκλασικά στοιχεία που χτίστηκαν από τους Λήμνιους μετανάστες της Αιγύπτου. Αρκετά από αυτά έχουν χαρακτηριστεί ως μνημεία από το Υπουργείο Πολιτισμού, όπως το Χριστοδουλίδειο Μέγαρο, το Αρχοντικό Βόντελα και το Αρχοντικό Καρατζά. Στην περιοχή βρίσκεται και το Αρχαιολογικό Μουσείο Λήμνου, στο οποίο αρχικά στεγαζόταν η Οθωμανική Διοίκηση.
Αξιόλογα παραδοσιακά και νεοκλασικά κτίσματα εντοπίζονται και στους δύο παλιούς συνοικισμούς της Μύρινας: το Τσας και το Ανδρώνι.