Βρίσκεται στη βόρεια παραλία του νησιού, δυτικά της αρχαίας πόλης.
Η πρωιμότερη θρησκευτική δραστηριότητα τοποθετείται στον 7ο αιώνα π.Χ., ενώ οι
μόνιμες κατασκευές χρονολογούνται από το πρώτο μισό του 4ου αιώνα π.Χ. και κυρίως
στον 3ο αιώνα π.Χ. μέχρι την πρώιμη αυτοκρατορική περίοδο.
Το Ιερό ήταν αφιερωμένο στην λατρεία και την τέλεση των Μυστηρίων των Μεγάλων Θεών που ακτινοβόλησαν στη διάρκεια της ελληνικής και ρωμαϊκής αρχαιότητας. Η ταυτότητα
και η φύση των θεών της Σαμοθράκης που αναφέρονται με το όνομα Κάβειροι παραμένει
αινιγματική.
Η πρώτη έρευνα έγινε από το Γάλλο Πρόξενο M. Champoiseau το 1863 στο
Μνημείο της Νίκης. Ακολούθησαν δύο ακόμη γαλλικές αποστολές το 1866 και το 1891 στο
κοίλο του Θεάτρου. Οι πρώτες συστηματικές ανασκαφές έγιναν το 1873 και 1875 από τον
αυστριακό Α. Conze. Από το 1938 στο Ιερό κάνει ανασκαφές το Πανεπιστήμιο της Νέας
Υόρκης με την διεύθυνση του K. Lehmann και στη συνέχεια (μετά το θάνατό του, το 1960)
του J. R. McCredie.
Το 1956 αναστηλώθηκαν πέντε κίονες και τα κεντρικά επιστύλια της πρόσοψης
του Ιερού με την οικονομική υποστήριξη του Ιδρύματος Bollingen.
Τα σημαντικότερα μνημεία και αρχιτεκτονικά σύνολα του αρχαιολογικού χώρου είναι:
Το "Τέμενος". Αποτελούσε το πρωιμότερο και μεγαλύτερο μαρμάρινο
κτήριο στο ιερό, στο οποίο δέσποζε, κατέχοντας κεντρική θέση στη λατρεία των Μεγάλων
Θεών. Το κτήριο περιέτρεχε ζωφόρος με χορεύτριες. Γύρω στο 340 π.Χ.
Το Ιερό
είναι το σημαντικότερο κτήριο μετά το "Τέμενος". Εδώ γινόταν η μύηση στο δεύτερο βαθμό
των Μυστηρίων, την Εποπτεία. Ανάμεσα στο 325-150 π.Χ.
Η Θόλος της Αρσινόης.
Αφιέρωμα της βασίλισσας Αρσινόης, συζύγου του Λυσιμάχου, στους Μεγάλους Θεούς. Αποτελεί το μεγαλύτερο γνωστό κλειστό κυκλικό οικοδόμημα
στην αρχαία ελληνική αρχιτεκτονική (288-281 π.Χ.).
Το Πρόπυλο του Πτολεμαίου Β΄. Αφιέρωμα του Πτολεμαίου Β΄ Φιλάδελφου στους Μεγάλους Θεούς. Ανάμεσα στο 285-281 π.Χ.
Η Στοά. Οικοδομήθηκε επάνω στον δυτικό λόφο για να στεγάσει τους επισκέπτες του Ιερού. Πρώτο μισό του 3ου αιώνα π.Χ.
Το Ανάκτορο. Είναι το κτήριο του πρώτου βαθμού της μύησης στα Μυστήρια, της Μύησης. Πρώιμη αυτοκρατορική περίοδος
(γύρω στον 1ο αιώνα μ.Χ.).
Ο Ιερός Κύκλος. Είναι ένας κυκλικός χώρος με πέντε κυκλικές βαθμίδες για όρθιους θεατές που παρατηρούσαν ή μετείχαν στα δρώμενα.
Τέλος του 5ου - αρχές του 4ου αιώνα π.Χ.
Το Μνημείο της Νίκης. Είναι μία ορθογώνια κατασκευή ανοικτή στο βορρά, όπου βρισκόταν τοποθετημένο
το άγαλμα της Νίκης της Σαμοθράκης πάνω σε πλώρη πλοίου (σήμερα στο
Μουσείο του Λούβρου). Πρώιμος 2ος αιώνας π.Χ.
