Στα ΝΑ της Λήμνου βρίσκεται το κάστρο του Μούδρου ή αλλιώς «Παλαιόκαστρο», όπως είναι ευρύτερα γνωστό στην περιοχή.
Το κάστρο του Μούδρου χωροθετείται σε χαμηλό ύψωμα σε μια θέση που ομοιάζει στον τύπο της τράπεζας. Καταλαμβάνει έκταση περίπου 6 στρεμμάτων, με προσανατολισμό Β-Ν. Έχει ορθογώνια κάτοψη και κάλυπτε σχεδόν όλη την επιφάνεια του οροπεδίου. Φέρει περιτείχιση από αργούς ψαμμιτικούς λίθους και παρουσιάζει κατά τόπους νεώτερες παρεμβάσεις, πρόχειρα κατασκευασμένες από τους κτηνοτρόφους της περιοχής. Εσωτερικά της περιτείχισης, ορατά παραμένουν έως σήμερα αρχιτεκτονικά κατάλοιπα από παλαιότερες κατασκευές, ενώ το διάσπαρτο επεξεργασμένο δομικό υλικό στο χώρο από ντόπια πέτρα, υποδηλώνει την ύπαρξη μιας άλλοτε στιβαρής οχυρωματικής θέσης, επιβεβαιώνοντας την άποψη ότι πρόκειται για ένα σημαντικό μεσαιωνικό κάστρο στο νησί της Λήμνου. Επιπλέον, ο κατά τόπους εντοπισμός κεραμικής ιστορικών χρόνων αλλά και απολεπίσματα λίθινων εργαλείων, τα οποία χρονολογούνται στους προϊστορικούς χρόνους, παρουσιάζουν πρόσθετο ενδιαφέρον για τη θέση, η οποία φένεται να είχε συνεχή κατοίκηση ήδη από την προϊστορική περίοδο έως και τα νεώτερα χρόνια.
Σήμερα δομικό υλικό του κάστρου εντοπίζεται σε όλη τη γύρω περιοχή, καθώς κατά τα χρόνια που ακολούθησαν μετά την εγκατάλειψή του, το κάστρο του Μούδρου, όπως και τα περισσότερα κάστρα στον ελλαδικό χώρο, αποδομήθηκε από τους ντόπιους κατοίκους με σκοπό την κατασκευή ποιμνιοστασίων και λοιπών άλλων πρόχειρων κατασκευών.