Οι ομορφιές της Λήμνου θα σας αποκαλυφθούν σταδιακά, αλλά θα σας κερδίσουν αμέσως. Οι υπέροχες θάλασσες με τα κρυστάλλινα ζεστά νερά, οι καθαρές αμμουδιές, οι παραδοσιακοί οικισμοί, τα ηφαιστειακά τοπία, οι υγρότοποι αποτελούν ένα κομμάτι μονάχα της φυσικής ομορφιάς του νησιού. Η βλάστησή του αποτελείται από φρύγανα, κρίνους της θάλασσας και μεμονωμένες συστάδες βελανιδιών. Η έλλειψη δασών στο νησί οφείλεται κατά κύριο λόγο στις γεωλογικές συνθήκες, στην εκτεταμένη κτηνοτροφία και στους αέρηδες που δεν επέτρεψαν την ανάπτυξη δασικών εκτάσεων σε σχεδόν κανένα τμήμα του νησιού, ύστερα από ηφαιστειακή έκρηξη, εκατομμύρια χρόνια πριν.

Έχει όμως βιότοπους με ιδιαίτερο χαρακτήρα που προσελκύουν ταξιδιώτες από όλο τον κόσμο. Στα βόρεια του νησιού στην παραλία Γομάτι απλώνονται οι περίφημες αμμοθίνες ή «παχιές αμμουδιές». Οι αμμοθίνες προσεγγίζονται μέσα από μια εντυπωσιακή διαδρομή, γεμάτη αγριοελιές, αστιβιές και ασφόδελους από την παραλία Γομάτι. Αποτελούν σημαντικούς, εύθραυστους οικότοπους και φιλοξενούν φυτά και ζώα που έχουν προσαρμοστεί μέσα από μια περίοδο χιλιετιών στις δύσκολες συνθήκες του περιβάλλοντος. 

Μια από τις κρυμμένες ομορφιές του νησιού είναι τα «κρεμαστά νερά», στο ρέμα Κατσαΐτη της περιοχής Κάσπακα. Ένας επιβλητικός καταρράκτης και μικρές λίμνες στη βάση του προσφέρουν καταφύγιο σε υδρόβιους οργανισμούς, προσαρμοσμένους σε έναν λιλιπούτειο αλλά αυτάρκη βιότοπο.

Η Αλυκή, η Χορταρολίμνη και η Ασπρολίμνη, υδροβιότοποι μοναδικού φυσικού κάλλους έχουν ενταχθεί στο δίκτυο NATURA 2000. Φιλοξενούν περισσότερα από 250 είδη σπάνιων πουλιών, πολλά από αυτά υπό εξαφάνιση και κεντρίζουν το ενδιαφέρον των φανατικών του bird watching, μιας δραστηριότητας που κερδίζει έδαφος γιατί συνδυάζει την περιήγηση στη φύση με τη χαρά της ανακάλυψης.

Η εξερεύνηση της φύσης στη Λήμνο συνεχίζεται με μερικές από τις πιο εντυπωσιακές περιπατητικές διαδρομές, όπως αυτή που οδηγεί στο εξωκκλήσι της Παναγιάς της Κακαβιώτισσας. Για να οδηγηθείτε στο βράχο που είναι χτισμένο το εκκλησάκι, θα πρέπει να διασχίσετε το χωριό Θάνος, με αφετηρία την ακτή του Εβγάτη. Κοντά στο ιερό των Καβείρων, στο Κοντοπούλι, μπορείτε να επισκεφθείτε τη σπηλιά του Φιλοκτήτη, η οποία έχει δύο εισόδους, μια από την πλευρά του βράχου και μια από τη θάλασσα. Σύμφωνα με το μύθο, κατά τη διάρκεια της πρώτης εκστρατείας εναντίον της Τροίας, οι Αχαιοί εγκατέλειψαν τον Φιλοκτήτη, πρωταγωνιστή της ομώνυμης τραγωδίας του Σοφοκλή, στη Λήμνο και έφυγαν για την Τροία επειδή τον δάγκωσε φίδι στο πόδι, με αποτέλεσμα να υποφέρει από δυνατούς πόνους. Ο Φιλοκτήτης αφέθηκε για δώδεκα χρόνια στο νησί μέσα σε μια σπηλιά και έβρισκε τροφή κυνηγώντας με τα όπλα του Ηρακλή και ανακουφιζόταν από τους πόνους του ποδιού του με τη Λημνία γη. Άλλες σπηλιές εντοπίζονται στη δύσβατη περιοχή Μεγάλο Φαναράκι, κοντά στο Μούδρο, εκεί όπου απλώνεται το απολιθωμένο δάσος της Λήμνου. Πριν από 20 εκατομμύρια χρόνια το νησί καλυπτόταν ολόκληρο από πυκνά δάση με φοίνικες, πεύκα και γιγάντιες σεκόϊες, μέχρι που σκεπάστηκαν από τη λάβα των ηφαιστείων.

Στην περιφέρεια του χωριού Κορνού βρίσκονται τα Θέρμα. Η μοναδική ιαματική πηγή στη Λήμνο βρίσκεται στους πρόποδες του βουνού Προφήτης Ηλίας, με την ομώνυμη εκεί εκκλησία του. Η ιαματική πηγή, γνωστή από την αρχαιότητα, βρίσκεται στο χείλος ενός μεγάλου γεωλογικού ρήγματος στο έδαφος, με βάθος 1200μ, σε θερμοκρασία 42°C χειμώνα - καλοκαίρι. Το νερό των Θέρμων πίνεται και είναι κατάλληλο τόσο για λουτροθεραπεία, όσο και για ποσιθεραπεία, αφού περιέχει ελάχιστη ποσότητα αλάτων.

Τέλος, ανατολικά της Ατσικής βρίσκεται η περιοχή των Φαλακρών, με εντυπωσιακά ιζηματογενή πετρώματα, αλλόκοτα σχήματα βράχων και γραφικούς ορμίσκους.