ΤΗ Πολιόχνη βρίσκεται στο ΝΑ. τμήμα της Λήμνου, στην θέση Βρόσκοπος, όπου και ο ομώνυμος όρμος. Εδώ, κατά μήκος του μυχού του όρμου, επάνω σε επιμήκη γήλοφο, αναπτύσσεται ο προϊστορικός οικισμός. Από τη θέση αυτή εξασφαλίζεται κατόπτευση της ευρύτερης περιοχής, ενώ η άμεση γειτνίαση με την εύφορη πεδιάδα και η παρουσία νερού αποτελούσαν εγγύηση, όχι μόνο για την επιβίωση, αλλά και για την ευημερία των προϊστορικών κατοίκων του χώρου.
Ο οικισμός της Πολιόχνης καλύπτει έκταση 10 στρεμμάτων, δίχως να έχει έρθει στο φως η συνολική του έκταση. Κατοικήθηκε αδιάλειπτα από τα μέσα περίπου της 4ης χιλιετίας έως και το τέλος της 3ης χιλιετίας π.Χ., ενώ μεμονωμένα ευρήματα υποδεικνύουν επανάχρηση του χώρου έως και το 1200 π.Χ. περίπου.