Στην κορυφή της ακρoπόλεως δεσπόζουσα θέση κατέχει ένα σημαντικό ιερό αφιερωμένο στη Δήμητρα, σε χρήση από τον 8ο π.Χ. αι. έως και τον 1ο μ.Χ. αι. Το πλήθος και το είδος των ευρημάτων (πήλινα ειδώλια - γυναικών, υδριαφόρων και παιδιών - πολύμιξα φωτιστικά σκεύη, ελευσινιακοί κέρνοι κ.ά.), καθώς και επιγραφές που βρέθηκαν στο ιερό της Δήμητρας στην Ελευσίνα, οδηγούν στο ασφαλές συμπέρασμα ότι το ιερό ήταν αφιερωμένο στη λατρεία της Δήμητρας. Σε χαμηλότερο επίπεδο, στο μακρόστενο πλάτωμα που σχηματίζεται κατά μήκος της κορυφογραμμής, σώζονται δυο μνημειώδη ορθογώνια οικοδομήματα, πιθανώς ναοί, που μπορούν να χρονολογηθούν στον 4ο ή στον 3ο π.Χ. αι. Ένα ακόμη ιερό βρίσκεται στο Βορειότερο άκρο του ίδιου πλατώματος. Οι ανασκαφές του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, οι οποίες πραγματοποιούνται με τη συνεργασία της ΚΑ’ Εφορείας Προϊστορικών και Κλασικών Αρχαιοτήτων από το 2002 έως σήμερα, οδήγησαν σε σημαντικές ανακαλύψεις. Τα ευρήματα χρονολογούνται από τους αρχαϊκούς έως και τους ελληνιστικούς χρόνους. Βρέθηκαν δύο κτιστοί βωμοί και δίπλα τους δίδυμος ναός, που πιθανώς οικοδομήθηκε στα πρώιμα αρχαϊκά χρόνια (7 αι. π.Χ.). Το «άδυτο» του ναού βρέθηκε αδιατάρακτο, με τα πολυάριθμα αναθήματα ακόμη στη θέση τους. Πρόκειται για πολύτιμα ως επί το πλείστον κοσμήματα και άλλα αναθήματα χρονολογούμενα κυρίως στους αρχαϊκούς χρόνους. Η ταυτότητα των λατρευόμενων θεοτήτων παραμένει αβέβαιη, αν και υπάρχουν ενδείξεις ότι το ιερό ήταν αφιερωμένο στον Απόλλωνα και την Άρτεμη. Τόσο ο πλούτος όσο και οι ποικίλες και εξωτικές προελεύσεις των ευρημάτων οδηγούν στην αναθεώρηση της εικόνας σχετικής φτώχειας που είχαμε σχηματίσει για την αρχαία Κύθνο, η οποία, έως τώρα, προέκυπτε από τις λιγοστές διαθέσιμες φιλολογικές και επιγραφικές μαρτυρίες.