Το χωριό Παναγιά βρίσκεται στη βορειοανατολική πλευρά της Λήμνου, περίπου 42 χλμ. από την πρωτεύουσα του νησιού Μύρινα, ανάμεσα στα χωριά Πλάκα και Κοντοπούλι. Το όνομά του οφείλεται σε παλιό μοναστήρι που αναφέρεται σε έγγραφο της μονής Μεγίστης Λαύρας από το 1355. Το χωριό έχει 381 κατοίκους (απογραφή του 2011) που ασχολούνται με τη γεωργία, την αλιεία, το εμπόριο και τον τουρισμό.
Ως τα μέσα του 19ου αιώνα στην τοποθεσία που βρίσκεται σήμερα η Παναγιά υπήρχαν μόνο μερικές απομονωμένες καλύβες τσιφλικιών, που ανήκαν σε Τούρκους αγάδες του χωριού του Αγίου Υπατίου. Το χωριό ιδρύθηκε γύρω στο 1865 από κατοίκους του Αγίου Υπατίου και του Κοντοπουλίου που είχαν κτήματα στην περιοχή. Η τοποθεσία, όπου βρισκόταν η παλιά βυζαντινή μονή, στους πρόποδες του λόφου «Αλεπότρυπες», επιλέχθηκε πιθανόν επειδή βρισκόταν σε ίση περίπου απόσταση από τις δυτικές και τις ανατολικές ακτές, άρα παρείχε μεγαλύτερη ασφάλεια. Σε έγγραφο του 1874 το χωριό αναφέρεται με το όνομα Τσηφτλίκια και με πληθυσμό 30 οικογενειών. Αναφέρεται σε χάρτη με την τωρινή του ονομασία από το 1904.
Στα χρόνια του μεσοπολέμου το χωριό αναπτύχθηκε σταδιακά με τη βοήθεια και των προσφυγικών οικογενειών που εγκαταστάθηκαν εκεί. Το 1925 χτίστηκαν 80 διπλές προσφυγικές κατοικίες και είχε πια συνδεθεί με αμαξιτό δρόμο με το υπόλοιπο νησί. Η ανάπτυξη του χωριού οφειλόταν στην ευφορία των εδαφών και στην εργατικότητα των κατοίκων. Μεταπολεμικά παράγονταν στο χωριό περίπου 400 τόνοι βαμβάκι και 700 τόνοι σιτάρι ετησίως.
Στα δυτικά του χωριού, στο λιμανάκι του όρμου Σωτήρας, έχει βρεθεί μια επιτύμβια στήλη του 4ου αιώνα π.Χ. που γράφει: «ΒΕΝΔΙΔΩΡΑ ΜΗΤΡΟΦΑΝΟΥ ΓΕΡΓΙΣΙΟΥ». Το εκκλησάκι «Sotira» σημειώνεται σε χάρτη του Ιταλού περιηγητή Buondelmonti από το 1418. Το 1858, όταν ο αρχαιολόγος Conze επισκέφτηκε το ακρωτήριο και το λιμανάκι της Σωτήρας, παρατήρησε μια παλιά κατεστραμμένη λίθινη προκυμαία και το ξωκλήσι της Αγίας Σωτήρας. Ο αρχαίος αυτός μόλος ξεκινά από το ακρωτήριο και εκτείνεται νότια ως 400 μ. μέσα στη θάλασσα.
Ο ενοριακός ναός του χωριού είναι ο ναός της Παναγιάς με μορφή βασιλικής με τρούλο και με εξωνάρθηκα που χτίστηκε με δωρεά μεταναστών. Ο πρώτος μικρός ναός του χωριού που βρισκόταν στη θέση της σημερινής εκκλησίας είχε χτιστεί από το 1865. Ενδιαφέρον παρουσιάζει ο κοιμητηριακός ναός του Αγίου Δημητρίου, που έχει ξύλινη οροφή διακοσμημένη με λαϊκά μοτίβα και χρωματιστό ξυλόγλυπτο τέμπλο, ενώ παλιότερα είχε μεταλλικό καμπαναριό.
Κοντά στο χωριό βρίσκεται η λίμνη Αλυκή, οι παραλίες Σαράβαρι, Ζεματάς και Πλάκα και ο αρχαιολογικός χώρος των Καβείρων.
Κάθε χρόνο, τον Δεκαπενταύγουστο, γίνεται μεγάλο πανηγύρι με παραδοσιακή μουσική, χορό και ντόπιους μεζέδες. Επίσης διοργανώνονται από τους δραστήριους τοπικούς συλλόγους πολλές πολιτιστικές και αθλητικές εκδηλώσεις.