Κατά μήκος του Ρωμαίικου γιαλού βρίσκονται τα εντυπωσιακά σπίτια της λημνιακής αριστοκρατίας, χτισμένα όλα στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα. Αντανακλούν την οικονομική υπεροχή των ιδιοκτητών τους και την ιδιαίτερη αισθητική που καλλιέργησαν ζώντας στα κοσμοπολίτικα κέντρα της τότε εποχής: την Αλεξάνδρεια, την Οδησσό, την Τεργέστη. 

Ανάμεσα στα κτίρια αυτά είναι και το Αρχαιολογικό Μουσείο όπου εκτίθενται ευρήματα από τις ανασκαφές στην Πολιόχνη, την Ηφαιστία και τα Καβείρια, καθώς και οι λιγοστές αρχαιότητες που πρόλαβαν να μεταφέρουν από τον τόπο τους οι Έλληνες της γειτονικής Ίμβρου.

Στον Ρωμαίικο Γιαλό βρίσκεται και το Μητροπολιτικό Μέγαρο, άλλοτε κατοικία ενός πλούσιου αιγυπτιώτη. Σήμερα στεγάζει το Εκκλησιαστικό Μουσείο του νησιού το οποίο διαθέτει εκκλησιαστικά σκεύη, άμφια και εξαιρετικές εικόνες.

Στο χωριό Πορτιανού βρίσκεται το Λαογραφικό Μουσείο ενώ στη Νέα Κούταλη, το Μουσείο Ναυτικής Παράδοσης και Σπογγαλιείας. Εκεί παρουσιάζεται η ναυτική ζωή των Κουταλιανών πριν από τον ξεριζωμό τους από την Προποντίδα και εκτίθεται η αρχαιολογική συλλογή της Νέας Κούταλης η οποία αποτελείται από αντικείμενα που περισυνέλεξαν οι σφουγγαράδες από τα βάθη της θάλασσας. Στον Κοντιά δημιουργήθηκε Πινακοθήκη Σύγχρονης Βαλκανικής Τέχνης, μοναδική στον ελλαδικό χώρο όπου στεγάζονται 74 έργα ζωγράφων από τα Βαλκάνια.