Η γεωγραφική τοποθεσία της Κέας και η ύπαρξη φυσικών απάνεμων κόλπων και
όρμων συντέλεσαν στην κατοίκησή της από τους προϊστορικούς χρόνους. Σε
διάφορα σημεία της νήσου έχουν βρεθεί υπολείμματα κτισμάτων που
καλύπτουν την περίοδο από την ύστερη νεολιθική εποχή μέχρι τους
ελληνιστικούς χρόνους.
Εκτός από τον προϊστορικό οικισμό στο βόρειο τμήμα της νήσου, τις τέσσερις πόλεις-κράτη της αρχαιότητας και τον ελληνιστικό πύργο της Αγίας Μαρίνας, ο αρχαιολογικός χώρος του νησιού περιλαμβάνει και τα εξής ευρήματα: ναό του 3ου αιώνα π.Χ. στο Βαθυπόταμο αφιερωμένο στη Δήμητρα ή στον Ασκληπειό, αρχαία εγκατάσταση στη θέση Διασέλλι, όπου επιγραφή των ελληνιστικών χρόνων αναφέρεται σε ιερό της Αρτέμιδος. Στον κόλπο του Οτζιά έχουν εντοπιστεί κατάλοιπα λιμενικής εγκατάστασης των κλασικών και των ελληνιστικών χρόνων, ενώ στον ορεινό Κάλαμο, περίπου ένα χιλιόμετρο νότια του κόλπου, βρίσκονται σε κατάφυτη περιοχή οι Τρυποσπηλιές, σπηλαιώδεις εσοχές και στοές του αρχαίου ορυχείου. από όπου γινόταν η εξόρυξη της μίλτου, σιδηρούχου ορυκτού παρεμφερούς με τον αιματίτη. Στον Ορκό λειτουργούσε τον 4ο αιώνα π.Χ. ορυχείο μίλτου και αργυρομολύβδου, όπως αποδεικνύουν οι βαθιές στοές που εντοπίστηκαν στην περιοχή, γύρω από το οποίο αναπτύχθηκε οικισμός με κατοικίες και εργαστήρια.
Προϊστορικοί οικισμοί (Αγία Ειρήνη-Κεφάλα) Στη χερσόνησο της Αγίας Ειρήνης, στη βόρεια πλευρά του κόλπου του Αγίου Νικολάου, αποκαλύφθηκε προϊστορικός οικισμός που άκμασε κατά την περίοδο 3000-1450 π.Χ. και καταστράφηκε από ισχυρό σεισμό. Τα ερείπια των κτιριακών συγκροτήματων που βρέθηκαν αντιστοιχούν σε σύνολο κτιρίων με επιμελημένη τοιχοδομία της πρωτοκυκλαδικής φάσης (2500-2000 π.Χ.), οχυρωματικό τείχος με πύλη εισόδου στον οικισμό, βάση πύργου προστασίας και ιερό, που χρονολογούνται από τη μέση εποχή του Χαλκού (2000-1600 π.Χ.), όπως επίσης και σε κατάλοιπα του υδρευτικού και του αποχετευτικού δικτύου του οικισμού και οικία άρχοντα, που ανέρχονται στην ύστερη περίοδο του Χαλκού (1600-1450 π.Χ.) και μαρτυρούν μυκηναϊκές και μινωικές επιδράσεις. Ακολουθώντας το χωματόδρομο που ανηφορίζει προς την πλαγιά, συναντά κανείς μονοπάτι (στα δεξιά), το οποίο οδηγεί στο ακρωτήρι Κεφάλα. Η μικρή αυτή βραχώδης χερσόνησος σχηματίζει στη μία της πλευρά φυσικό λιμάνι, όπου εντοπίστηκαν οικισμός και νεκροταφείο που χρονολογούνται από την περίοδο 3300-3200 π.Χ. Αξίζει να σημειωθεί ότι το νεκροταφείο αποτελεί την πρώτη τεκμηρίωση συστηματικής ταφής σε ολόκληρο το χώρο του Αιγαίου. Στην περιοχή αναπτύχθηκε κατά την εποχή του Χαλκού η μεταλλοτεχνία, ενώ εικάζεται ότι ο μεταγενέστερος πρωτοκυκλαδικός οικισμός της Αγίας Ειρήνης πρέπει να αποτέλεσε την εξέλιξη της πολιτιστικής ανάπτυξης του οικισμού στο ακρωτήρι Κεφάλα. Η επίσκεψη του αρχαιολογικού χώρου της Αγίας Ειρήνης γίνεται έπειτα από σχετική συνεννόηση με το φύλακα του Αρχαιολογικού Μουσείου Κέας, τηλ.: 22880 22079.
Αρχαία Ιουλίς Η τοποθεσία της αρχαίας Ιουλίδας εκτείνεται στην περιοχή όπου βρίσκεται και η σημερινή ομώνυμη πολίχνη. Πρόκειται για πόλη-κράτος που άκμασε κυρίως κατά τους αρχαϊκούς και τους κλασικούς χρόνους και από την οποία διασώζονται μόνο ερείπια. Τα διασωζόμενα τμήματα του αρχαίου τείχους (φωτ. δεξιά) δείχνουν ότι ήταν δομημένος με μεγάλους ογκόλιθους, ενώ στη βορειοδυτική πλευρά του Κάστρου -όπου εικάζεται ότι ήταν η αγορά της αρχαίας Ιουλίδας- υπάρχουν λαξευμένοι βράχοι και στυλοβάτες που πιθανότατα να χρησίμευαν για τα ψηφίσματα του Δήμου Ιουλιητών. Πολλά από τα αρχοντικά και τις κατοικίες της Χώρας διακοσμούνται με αρχαίες επιγραφές ή ανάγλυφες παραστάσεις που έχουν ενσωματωθεί ως υπέρθυρα, ενώ άλλα ευρήματα της περιοχής στεγάζονται στο Αρχαιολογικό Μουσείο Κέας.
Αρχαία Καρθαία Στην ανατολική πλευρά της Τζιας, στην περιοχή των σημερινών οικισμών Μεγάλες και Μικρές Πόλες, βρισκόταν η αρχαία Καρθαία, γνωστή κυρίως από την αρχιτεκτονική των μνημείων της, καθώς και από την οχύρωσή της. Οι ανασκαφές απέδειξαν ότι κατά την περίοδο της ακμής της (6ος-4ος αιώνας π.Χ.) η Καρθαία περιλάμβανε ακρόπολη με δημόσια κτίρια και ναούς, οικισμό, νεκροταφείο και σύστημα μεμονωμένων αμυντικών πύργων, ενώ αποκαλύφθηκε επίσης θέατρο (φωτ. δεξιά) στη νότια πλευρά του λόφου της Καρθαίας. Στην ακρόπολη της Καρθαίας, σε τεχνητά δομημένο άνδηρο, βρίσκονται τα ερείπια υστεροαρχαϊκού ναού του Πυθίου Απόλλωνα. Λίγο υψηλότερα βρίσκεται ο δωρικού ρυθμού υστεροαρχαϊκός ναός της Αθηνάς, διαστάσεων 23×11μ. Ανάμεσα στους δύο ναούς παρεμβάλλεται ο αποκαλούμενος βράχος του Κουλά, απρόσιτος από όλες τις πλευρές πλην της βόρειας, από όπου επικοινωνεί με το άνδηρο του ναού της Αθηνάς, και ο οποίος συνέβαλε στην άμυνα της ακρόπολης.
Αρχαία Κορησσία Σε μικρή απόσταση δυτικά από το σημερινό ομώνυμο οικισμό βρίσκονται τα ερείπια της αρχαίας Κορησσίας, μιας από τις τέσσερις πόλεις-κράτη της Κέας. Οι ανασκαφές έφεραν στο φως τα υπολείμματα αρχαϊκού ναού αφιερωμένου στο Σμίνθιο Απόλλωνα, καθώς και αρχαϊκό Κούρο (6ος π.Χ.) ο οποίος εκτίθεται στο Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο στην Αθήνα. (φωτ. δεξιά) Η αρχαία Κορησσία άκμασε κυρίως κατά την αρχαϊκή και την κλασική περίοδο, καθώς η υποταγή της στην πόλη της Ιουλίδας το 2ο αιώνα τη μετέτρεψε σε επίνειο της τελευταίας. Ωστόσο, η θέση της σε σχέση με τους θαλάσσιους δρόμους και η ασφάλεια που προσφέρει το αγκυροβόλιο απέναντι στο φουρτουνιασμένο Κάβο Ντόρο ανέδειξαν την Κορησσία σε σημαντικό κέντρο του διαμετακομιστικού εμπορίου κατά τους βυζαντινούς χρόνους, ενώ κατά τη διάρκεια της Τουρκοκρατίας μετατράπηκε σε μόνιμο πειρατικό κρησφύγετο.
Αρχαία Ποιήεσσα Κτισμένη στη δυτική πλευρά της Κέας στο μυχό του όρμου Ποισσών, η αρχαία Ποιήεσσα κάλυπτε έκταση περίπου 40 στρεμμάτων, τα οποία περιέβαλλε οχυρωματικό τείχος. Η ακρόπολη της αρχαίας πόλης υψωνόταν στην άκρη της βουνοπλαγιάς στη νότια πλευρά του όρμου, ενώ στη βουνοπλαγιά της βόρειας πλευράς του σώζονται οι βάσεις μεγάλου κυκλικού πύργου, ο οποίος συμπλήρωνε το αμυντικό σύστημα της πόλης. Γύρω από την κοιλάδα Ποισσών έχει αποκαλυφθεί σημαντικός αριθμός εγκαταστάσεων ελαιοτριβείων και μεμονωμένες αγροικίες των αρχαϊκών-κλασικών χρόνων, γεγονός που υποδεικνύει ότι η οικονομία της αρχαίας πόλης, όπως και του σύγχρονου οικισμού, ήταν οργανωμένη γύρω από τη γεωργία.