Het Archeologisch Museum van Mykonos werd opgericht in 1902. Het museum werd voornamelijk opgericht om de overblijfselen te bewaren van de zuiveringsput die dateert uit 426-425 voor Christus. Deze put werd in 1898 opgegraven door de beroemde geleerde D. Stavropoulos op het schilderachtige eilandje Rheneia. De elegante architectuur van het museum werd ontworpen door de bekende architect Alexandros Lykakis. Het idee voor de bouw van het gebouw waarin het museum is ondergebracht werd geboren door het Ministerie van Onderwijs in samenwerking met de Archeologische Vereniging van Athene. Opmerkelijk is ook de verzameling vazen uit de Hellenistische periode. Een van de belangrijkste attracties van het museum is de nogal artistiek opgebouwde pithos waarop vakkundig de scènes van de inname van Troje zijn afgebeeld. Deze opmerkelijke pithos werd in 1961 opgegraven tijdens het graven van een put in Mykonos.
De pithos beeldt op artistieke wijze de val van het Trojaanse leger uit vanaf het typische Houten Paard. Het lichaam van de pithos is ingesloten met panelen waarop soldaten zijn afgebeeld die een offensief inzetten tegen onschuldige vrouwen en kinderen. Geleerden geloven dat de pithos dateert uit de 7e eeuw voor Christus. Er is ook de massieve Archaïsche amfoor die opvalt door de ingewikkeld ontworpen versiering. Van bijzonder belang is een beeld met een sfinx op de nek en een paardenhoofd op het lichaam.
Opvallend is ook de grafsteen van Glykon die toevallig in zee werd ontdekt. Het slachtoffer is zittend op de rotsen te zien, in een aangrijpende en peinzende stemming wezenloos starend in de richting van de boeg van het schip. Op de sokkel staat een inscriptie met de woorden Glykon, zoon van Protogenis, deugdzaam, vaarwel. Deze grafsteen is een van de kostbare collecties van het museum.
Naast de grafsteen van Glykon is er ook de grafsteen van Tertia Horaria. De overleden vrouw is zittend te zien en steekt haar hand uit naar haar man, die recht voor haar staat. Er is ook een afbeelding van een slavenkind met de juwelenkist van haar overleden vrouw. Deze grafsteen werd geplaatst bovenop een marmeren sarcofaag met de inscriptie Tertia Horaria erop, op de beroemde Hellenistische begraafplaats in Rheneia. Aangenomen wordt dat hij uit de 2e eeuw v.Chr. stamt.
Er is ook het standbeeld van Heracles uit Rheneia. Dit onbetaalbare beeld werd in 1899 gevonden in de veilige hemel van Heracles. De dappere man is naakt afgebeeld en houdt een knots en een leeuwenhuid in zijn linkerhand. Dit prachtige beeld is gemaakt van de fijnste variëteit van Parian marmer en wordt verondersteld uit de 2e eeuw te stammen. De typische Cycladische braadpan met zijn ingewikkelde versiering met vrouwelijke genitaliën op het onderste gedeelte werd opgegraven uit een graf op Mykonos en behoort vermoedelijk tot het vroege Cycladische tijdperk.
Een van de bekendste voorwerpen van het museum is de Archaïsche Hydria, versierd met een ingewikkeld bloempatroon en afbeeldingen van paarden. Het is slechts één van de vele vazen die werden opgegraven uit de Zuiveringsput. Ook de schitterende Hydria met rode figuren is de moeite van het bekijken waard en valt op door de gestalte van een vliegende Nike. Een hert scharrelt naar de linkerkant.
De oude Griekse beschaving stond erom bekend klei te gebruiken om artistieke figuren vorm te geven. Het Archeologisch Museum van Mykonos heeft een prachtig kleifiguurtje van een mooie vrouw die de traditionele chiton en himation draagt. Dit zeldzame kleifiguurtje werd ontdekt in Rheneia en dateert uit de 2e eeuw. Opvallend is ook het beeldje van een dode man die de traditionele jurk draagt. Net als het kleibeeldje van de mooie vrouw werd ook dit beeldje van de dode man opgegraven in het Hellenistische Rheneia.