Αρχαιολογικό Μουσείο (παλιό κτίριο) : Βρίσκεται στο νότιο λιμάνι της Μυτιλήνης, στην περιοχή του Αγάλματος της Ελευθερίας. Πρόκειται για ένα θαυμάσιο -από αρχιτεκτονικής άποψης- αρχοντικό, οικοδομημένο το 1912 σε εκλεκτικιστικό ρυθμό, το οποίο έχει κηρυχθεί ως διατηρητέο. Στο κεντρικό κτίριο εκτίθενται ειδώλια, κεραμικά και κοσμήματα από την Προϊστορική έως την Ρωμαϊκή εποχή.

    Στο υποστατικό και στον αύλειο χώρο τοποθετήθηκαν βαριά αντικείμενα, όπως τα μοναδικά αιολικά κιονόκρανα από τους ναούς της Κλοπεδής, οι σπουδαιότερες επιγραφές, επιτύμβιες στήλες, ανάγλυφα, αγάλματα και νομίσματα από τους Αρχαϊκούς έως τους Ρωμαϊκούς χρόνους. Το Μουσείο περιλαμβάνει ευρήματα από ανασκαφές της Κ΄ Εφορίας Προϊστορικών και Κλασικών Αρχαιοτήτων σ΄ όλη τη Λέσβο, ευρήματα από την ανασκαφή στο νεολιθικό σπήλαιο του Αγίου Βαρθολομαίου, καθώς και εκθέματα από παραδόσεις ιδιωτών και δωρεές συλλογών. 

    Αρχαιολογικό Μουσείο (νέο κτίριο) : Στεγάζεται σ' ένα υπερσύγχρονο εκθεσιακό χώρο και βρίσκεται σε κοντινή απόσταση από το παλαιό κτίριο. Η ανέγερσή του ολοκληρώθηκε το 1995, ενώ η μόνιμη έκθεση με θέμα "Η Λέσβος από την Ελληνιστική στην Ρωμαϊκή Εποχή", που εγκαινιάστηκε το 1999, αποσκοπεί να δώσει στον επισκέπτη την εικόνα του τρόπου ζωής στη Λέσβο από τον 2ο π.Χ. αιώνα έως τον 3ο μ.Χ. αιώνα, με την παρουσίαση επαύλεων με περίτεχνα ψηφιδωτά δάπεδα, χρηστικών αντικειμένων και γλυπτών.

    Η παρουσίαση της έκθεσης ολοκληρώνεται με επεξηγηματικά κείμενα, χάρτες και προπλάσματα, που γενικά συμβάλλουν στην καλύτερη κατανόηση των εκθεμάτων. Το Μουσείο περιλαμβάνει ψηφιδωτά δάπεδα και τοιχογραφίες από τις πολυτελείς επαύλεις, που αποκαλύφθηκαν στον λόφο της Αγία Κυριακής -αδιάψευστοι μάρτυρες της σημαντικής οικονομικής άνθησης στην Μυτιλήνη από τον 2ο π.Χ. αιώνα - και αξιόλογα δείγματα γλυπτικής των Ελληνιστικών και Ρωμαϊκών χρόνων, με αντιπροσωπευτικά περίτεχνα ανάγλυφα επιτύμβια, αγάλματα και πορτραίτα σημαντικών προσώπων της εποχής.