Στη βορειοανατολική ακτή της Λήμνου, εντός του αρχαιολογικού χώρου του Ιερού των Καβειρίων, έναν από τους σημαντικότερους αρχαιολογικούς χώρους της Λήμνου, βρίσκεται το σπήλαιο του Φιλοκτήτη.

Κατηφορίζοντας προς την παραλία ένα μεγάλο έγκοιλο έχει διανοιχθεί στα ψαμμιτικά πετρώματα της περιοχής. Κατηφορίζοντας τα σκαλιά που έχουν λαξευθεί στους ψαμμιτικούς βράχους ο επισκέπτης βρίσκεται μπροστά σε ένα γραμμικό άνοιγμα. Μέσα σε αυτή τη σχισμή βρίσκεται το ενάλιο σπήλαιο του Φιλοκτήτη, το οποίο μπορεί να προσεγγίσει ο επισκέπτης και με βάρκα από τη θάλασσα.

Πρόκειται για μια μορφή παράκτιας διάβρωσης, όπου η δράση των θαλάσσιων κυμάτων διαβρώνει τα πετρώματα κατά μήκος τεκτονικών ασυνεχειών. Ιδιαίτερα τα ιζηματογενή μολασσικά πετρώματα της περιοχής είναι ιδιαίτερα επιδεκτικά στη διάβρωση με αποτέλεσμα το σχηματισμό των παράκτιων εγκοίλων.

Σύμφωνα με τον μύθο ο Φιλοκτήτης έζησε στην σπηλιά αυτή για περίπου δέκα χρόνια, καθώς είχε την ατυχία να δαγκωθεί από φίδι στο πόδι, με αποτέλεσμα να αποβιβαστεί από το πλοίο που επέβαινε με προορισμό την Τροία, για να συμμετάσχει στον Τρωικό πόλεμο.