Uit de vele opgravingen op het eiland kan men afleiden dat Santorini een veelbewogen geschiedenis heeft gekend. Er zijn zelfs archeologen en geschiedkundigen die veronderstellen dat Santorini het vroegere Atlantis moet zijn geweest. Zeker is in ieder geval dat er voor de uitbarsting een idyllische en hoge beschaving is geweest. Bezienswaardig zijn:
- Opgravingen van Akrotiri Antiqua, een havenstad uit omstreeks 2000 v. Christus met onder andere woonhuizen met prachtige muurschilderingen.
- Thira Antiqua (of Arhaia Thire), een Dorische soldatenstad met onder andere resten van een stad uit de Hellenistische tijd, een theater met 1500 plaatsen, een Byzantijns kerkje, een tempel voor Apollo Karneiros en het Gymnasium der Erfeben.
- Een museum van de historische culturen in de hoofdstad met onder andere prehistorische vondsten.