Στη θέση Αυλώνα Μύρινας, στον αύλειο χώρο του ξενοδοχείου «Rorto Myrina», οικιστικά κατάλοιπα ιστορικών χρόνων, ταυτίστηκαν από τους ανασκαφείς, με το μεγάλο ιερό της θεάς Αρτέμιδος.
Ο ναός παρουσίασε αδιάλειπτη κατοίκηση από τους αρχαϊκούς έως και τους ελληνιστικούς χρόνους. Κατά τη διάρκεια της ανασκαφικής έρευνας αποκαλύφθηκαν χώροι με επιμελημένη δόμηση, από τοπικές κροκάλες και λιθόπλινθους, οι οποίοι εντάσσονταν εντός διπλού περιβόλου με δύο ανοίγματα εισόδου. Ο κεντρικός πυρήνας του ναϊκού συγκροτήματος διαρθρώνεται από έναν μεγάλο υπαίθριο πλακόστρωτο χώρο με δευτερεύουσες βοηθητικές αίθουσες περιμετρικά, οι οποίοι φαίνεται να εξυπηρετούσαν τις καθημερινές ανάγκες του ιερού. Στον ευρύτερο χώρο του ναού αποκαλύφθηκαν κτηριακά συγκροτήματα και άλλοι οικιστικοί χώροι, με τον πιο ενδιαφέρον από αυτούς ένα ορθογώνιο κτίσμα, στο ΒΔ άκρο του περιβόλου με παρουσία θρανίων, το οποίο παραπέμπει σε μέρος συνάθροισης. Επιπλέον, η ανεύρεση λειψάνων ταύρου σε συνδυασμό με την παρουσία ταυρόσχημων πήλινων ειδωλίων σε κεντρικό σημείο της ανεσκαμμένης έκτασης, συνδέθηκε από τους ανασκαφείς με τη θέση του αρχαίου βωμού.
Μεγάλος αριθμός κινητών ευρημάτων ανακαλύφθηκε στη θέση του Ιερού, όπως η επιγραφή του τεμένους, πήλινα ειδώλια, νομίσματα και πληθώρα χρηστικών αγγείων, τα οποία χρονολογούνται από τον 7ο αιώνα έως την ύστερη ελληνιστική εποχή. Σήμερα, μέρος των σημαντικών αρχαιολογικών ευρημάτων, εκτίθενται στο Αρχαιολογικό Μουσείο της Λήμνου, στη Μύρινα.