Το Ιερό των Μεγάλων Θεών ή Σαμοθρακών Θεών ή Καβείρων, αποτελούσε κατά την αρχαιότητα το σημαντικότερο θρησκευτικό κέντρο του νησιού. Δεν ήταν το επίσημο ιερό της πόλης αλλά ένα ιερό "διεθνούς" εμβέλειεας, όπως εκείνα της Ολυμπίας και των Δελφών. Ως ιερός χώρος λειτουργούσε από πολύ παλιά, καθώς συνδέεται με τους προελληνικούς, θρακικής καταγωγής κατοίκους της Σαμοθράκης. Όμως, αργότερα, οι Έλληνες υιοθέτησαν αυτή τη λατρεία και της έδωσαν νέα πνοή και διάσταση. Στο ιερό των Μεγάλων Θεών, λατρεύονταν η Μεγάλη Μητέρα, η γυναικεία θεότητα της φύσης, (αντίστοιχη με τη φρυγική Κυβέλη) που στο τοπικό ιδίωμα ονομαζόταν «Αξίερος» και ταυτιζόταν με τη Δήμητρα. Παριστάνονταν καθιστή, ανάμεσα σε λιοντάρια, να κρατά σκήπτρο και φιάλη.
Πάρεδρος της Μεγάλης Θεάς και σύζυγός της ήταν ένας ιθυφαλλικός θεός της γονιμότητας που οι ντόπιοι αποκαλούσαν Καδμίλο ή Κασμίλο ο οποίος ταυτίστηκε με τον Ερμή. Σύμβολά του ήταν ο κριός και το κηρύκειο. Ακόλουθοι του ιερού ζεύγους ήταν δυο νεαροί ιθυφαλλικοί "δαίμονες" που ονομάζονταν Κάβειροι, τους οποίους οι Έλληνες ταύτιζαν με τους Διόσκουρους. Άλλοι υποστηρίζουν ότι οι Κάβειροι πρέπει να ταυτιστούν με τους αδελφούς Δάρδανο και Ιασίωνα/ Ηετίωνα που θεωρούνταν και οι ιδρυτές των Καβείριων Μυστηρίων. Σ' αυτές τις τέσσερεις προελληνικές θεότητες προστέθηκε, πιθανόν από τους Έλληνε το χθόνιο θεϊκό ζευγάρι του Αξιόκερσου και της Αξιόκερσας που ταυτίζεται με τους άρχοντες του Κάτω Κόσμου Άδη και Περσεφόνη. Οι πρωιμότερες ενδείξεις λατρείας στο Ιερό των Μεγάλων Θεών ανάγονται στον 7ο αι. π. Χ., ενώ τα οικοδομικά λείψανα χρονολογούνται από τις αρχές του 4ου αι. π.Χ. μέχρι τον 1ο αι. μ.Χ.
Τα σημαντικότερα κειμήλια είναι οι υδατογραφίες του Κενάν Μεσαρέ, γιου του Τούρκου στρατηγού Χασάν Ταξίν πασά. Σε αυτές απεικονίζονται ο τότε πρωθυπουργός Ελευθέριος Βενιζέλος, ο Εύζωνας να φυλά σκοπιά έξω από το χάνι, ο Έλληνας στρατιώτης στην Ήπειρο, οι Ηπειρώτισσες να κουβαλούν πυρομαχικά για τον Ελληνικό Στρατό, αλλά και οι άμαχοι και τραυματίες. Τέλος, απεικονίζεται ο Εσάτ Πασάς και ο Τούρκος διοικητής των Ιωαννίνων να συνομιλεί με τον Αρχιστράτηγο Κωνσταντίνο μετά την παράδοση των Ιωαννίνων.
Ερχόμενος από το μονοπάτι του Μουσείου, ο επισκέπτης μπορεί να δει: 1) το Ανάκτορο με την «Ιερή Οικία» (1 ος αι. μ.Χ.) όπου έχει υποστηριχθεί ότι πιθανόν γίνονταν οι τελετές του πρώτου βαθμού των μυστηρίων, της «μύησης». 2) το Αρσινόειον, ένα εντυπωσιακό κυκλικό διώροφο κτίριο, ανάθημα της Πτολεμαίας βασίλισσας Αρσινόης,, σε τύπο Θόλου (288 - 281 π. Χ.), που χρησιμοποιούνταν για τις επίσημες συγκεντρώσεις των πιστών. 3) τον Ιερό Βράχο, έναν πορφυρίτη λίθο, όπου προσφέρονταν θυσίες στους θεούς. 4) το άντρο της Εκάτης Ζηρυνθίας. 5) το Τέμενος ή κτίριο με τις Χορεύτριες στο κέντρο του Ιερού, ένα μεγάλο μαρμάρινο κτίσμα με κομψό ιωνικό πρόπυλο αφιερωμένο από τον Μακεδόνα βασιλιά Φίλιππο Β' (340 π.Χ.) όπου γινόταν η μύηση. 6) το Ιερόν, το οποίο ήταν ναός δωρικού ρυθμού με αψιδωτό άδυτο. Δίπλα του βρίσκονται η Αίθουσα των Αναθημάτων, η αυλή του Μεγάλου Βωμού και το Θέατρο. Στο δυτικό λόφο ξεχωρίζουν μεγάλη Στοά (α' μισό 3 ου αι. π. Χ.), για τη στέγαση των πολυάριθμων επισκεπτών, και η Κρήνη, όπου ήταν στημένο το άγαλμα της Νίκης πάνω σε ακρόπρωρο πλοίου (αρχές 2ου αι. π. Χ., σήμερα στο Λούβρο).
Διασχίζοντας την ανατολική ρεματιά, φθάνει κανείς στο Πρόπυλο του Πτολεμαίου Β' (285 - 280 π. Χ.), ένα αμφιπρόστυλο κτίσμα με ιωνικούς και κορινθιακούς κίονες. Ακριβώς απέναντι, στον ανατολικό λόφο, υπάρχει κυκλικός χώρος με διάμετρο 9 μ. που χρονολογείται στις αρχές 4 ου αι. π. Χ., με βαθμίδες όπου οι θεατές στέκονταν και παρακολουθούσαν την τέλεση ιερών δρωμένων. Στο χώρο αυτό πιθανόν να τελούνταν και η προκαταρτική μύηση. Δίπλα ακριβώς υπάρχει ένα μαρμάρινο κτίριο δωρικού ρυθμού, ανάθημα του Φιλίππου Γ' Αρριδαίου και του Αλεξάνδρου Δ' (323 - 316 π. Χ.). Το Ιερό των Μεγάλων Θεών, βρίσκεται σε απόσταση 6 χλμ. από την Καμαριώτισσα.
Συντάκτης: Φωτεινή Αναστασοπούλου