Museum Arkeologi Mykonos didirikan pada tahun 1902. Museum ini didirikan terutama untuk melestarikan sisa-sisa yang ditemukan dari Lubang Pemurnian yang berasal dari tahun 426-425 SM. Lubang ini digali pada tahun 1898 oleh sarjana terkenal, D. Stavropoulos, dari pulau Rheneia yang indah. Fitur arsitektur elegan museum ini dirancang oleh arsitek terkenal, Alexandros Lykakis. Gagasan pembangunan gedung yang menaungi museum ini dilahirkan oleh Kementerian Pendidikan bekerja sama dengan Masyarakat Arkeologi Athena. Koleksi vas milik periode Helenistik juga patut diperhatikan keberadaannya. Salah satu daya tarik utama museum ini adalah pithos yang dibuat secara artistik yang dengan terampil menggambarkan adegan dari Penangkapan Troy. Pithos yang luar biasa ini digali pada tahun 1961 saat penggali menggali sumur di Mykonos.
Pithos secara artistik menggambarkan jatuhnya tentara Troya dari Kuda Kayu yang klasik. Tubuh pithos ditutup dengan panel-panel yang menggambarkan tentara yang melakukan serangan terhadap wanita dan anak-anak yang tidak bersalah. Para ahli percaya bahwa pithos berasal dari abad ke-7 SM. Ada juga amphora Archaic besar yang mencolok dengan hiasan yang dirancang dengan rumit. Yang paling penting adalah patung dengan sphinx di leher dan kepala kuda di badannya.
Prasasti kuburan Glykon juga mencolok dengan keberadaannya yang secara kebetulan ditemukan di laut. Korban terlihat duduk di atas batu karang, dalam suasana hati yang pedih dan penuh perhatian menatap kosong ke arah kemudi kapal. Di atas alas terdapat sebuah prasasti yang bertuliskan Glykon, putra Protogenis, berbudi luhur, selamat jalan. Prasasti makam ini adalah salah satu koleksi museum yang tak ternilai harganya.
Selain prasasti makam Glykon, ada juga prasasti makam Tertia Horaria. Wanita yang meninggal terlihat duduk dan mengulurkan tangan perpisahannya kepada suaminya yang diposisikan tepat di depan. Ada juga gambar seorang anak budak dengan wadah perhiasan almarhumah wanitanya. Prasasti kuburan ini diposisikan di atas sarkofagus marmer dengan tulisan Tertia Horaria di atasnya di pemakaman Helenistik terkenal yang terletak di Rheneia. Diyakini berasal dari abad ke-2 SM.
Ada juga patung Heracles dari Rheneia. Patung yang tak ternilai harganya ini ditemukan pada tahun 1899 di dalam brankas surga Heracles. Pria pemberani ini digambarkan telanjang dan memegang tongkat dan kulit singa di tangan kirinya. Patung indah ini terbuat dari marmer Parian terbaik dan diyakini berasal dari abad ke-2. Panci penggorengan Cycladic klasik dengan hiasan rumitnya yang termasuk alat kelamin wanita di bagian bawah digali dari kuburan Mykonos dan diyakini berasal dari era Cycladic awal.
Salah satu artefak yang paling terkenal di museum ini adalah Archaic Hydria yang dihiasi dengan pola bunga yang dirancang dengan rumit dan gambar kuda. Ini hanyalah salah satu dari sekian banyak vas yang digali dari Purification Pit. Hidria merah yang luar biasa juga layak untuk dilihat dan mencolok dengan perawakan Nike yang terbang. Seekor rusa terlihat berlari-lari kecil ke arah sisi kiri.
Peradaban Yunani Kuno dikenal menggunakan tanah liat untuk memberi bentuk pada figur artistik. Museum Arkeologi Mykonos memamerkan patung tanah liat yang luar biasa dari seorang wanita cantik yang digambarkan mengenakan chiton dan himation tradisional. Patung tanah liat langka ini ditemukan di Rheneia dan berasal dari abad ke-2. Juga mencolok dengan kehadirannya adalah patung seorang pria mati yang mengenakan pakaian tradisional. Seperti patung tanah liat wanita cantik, patung orang mati ini juga digali dari lokasi Hellenistic Rheneia.