Το παλλεσβιακό ιερό του Μέσσου υπήρξε ένα από τα σημαντικότερα πανελλήνιας εμβέλειας ιερά των Λεσβίων κατά τους αρχαίους χρόνους, ενώ σήμερα αποτελεί έναν από τους πιο αξιοσημείωτους αρχαιολογικούς χώρους του νησιού. Βρίσκεται στη θέση «Κουκάλα» ή «Κοκκάλα» της περιοχής των Μέσων (ή του «Μέσσου», κατά τον αρχαίο αιολικό τύπο της λέξεως) στο κέντρο (μέσο) του νησιού, από όπου και η ευρύτερη περιοχή πήρε το όνομά της. Απέχει 1,5 χλμ. από τον μυχό του κόλπου της Καλλονής και 35 χλμ. από τη Μυτιλήνη. Η περιοχή των Μέσων ανήκει σήμερα στην αγροτική περιφέρεια της Αγίας Παρασκευής. Κατά τους αρχαίους χρόνους, το ομώνυμο ιερό του Μέσσου («ἐν τῶ ἴρω τῶ ἐμ Μέσσω», «ἐμ Μέσσω» και «εἰς Μέσσον», κατά τις επιγραφικές μαρτυρίες: IG XII, Suppl. 136, απ. a.5, b.32, b.45 και IG XII, Suppl. 139, C.70, C.79), βρισκόταν στα βόρεια σύνορα της επικράτειας της αρχαίας πόλης της Πύρρας και απείχε, σε ευθεία γραμμή, 5 χλμ. από αυτήν και 7,5 χλμ. από την αρχαία Αρίσβη. Χωροταξικά βρισκόταν μέσα στα όρια της αρχαίας Πύρρας, στην ουσία όμως αποτελούσε έναν ανεξάρτητο χώρο κοινής λατρείας, στον οποίο οι Λέσβιοι γιόρταζαν την κοινή Αιολική καταγωγή τους και τους πρώτους οικιστές.
Το παλλεσβιακό ιερό του Μέσσου αποτέλεσε κέντρο λατρείας των Λεσβίων ήδη από τη μυκηναϊκή εποχή, ενώ έως και τον 2ο αι. μ.Χ., υπήρξε η επίσημη έδρα του Κοινού των Λεσβίων. Αναφορές στο ιερό γίνονται τόσο από τη Σαπφώ (απ. 17), όσο και από τον Αλκαίο (απ. 129.2-9). Σε ένα από τα στασιωτικά του, το ιερό του Μέσσου αναφέρεται ως «εὔδειλον τέμενος μέγα ξῦνον» (απ. 129.2-3), μεγάλο, δηλαδή, και κοινό (για όλους τους Λεσβίους) ιερό, που ξεχωρίζει από μακριά. Από τον ίδιο ποιητή πληροφορούμαστε ότι ο ναός ήταν αφιερωμένος στους αθάνατους μάκαρες, «ἀθανάτων μακάρων» (απ. 129.4), δηλαδή στη λεσβιακή τριάδα: τον ικέσιο Δία, «ἀντίαον Δία» (απ. 129.5), την Ήρα, «Αἰολήιαν κυδαλίμαν θέον πάντων γενέθλαν» (απ. 129.6-7), και τον Διόνυσο, «κεμήλιον ὠνύμασσαν Ζόννυσσον ὠμήσταν» (απ. 129.8-9). Αρχικά η λατρεία στο ιερό τέμενος του Μέσσου ήταν υπαίθρια και βωμική, «ἐν δὲ βώμοις ἀθανάτων μακάρων ἔθηκαν» (Αλκαίος, απ. 129.3-4).
Από το αρχαϊκό λατρευτικό κτήριο του ιερού (ορθογώνιας κάτοψης, με κατεύθυνση Α-Δ), διατηρούνται αποσπασματικά αρχιτεκτονικά κατάλοιπα και πιο συγκεκριμένα, μικρό τμήμα από τη θεμελίωση και την κρηπίδα του. Στην υστεροκλασική εποχή ανοικοδομήθηκε νέος ιωνικός, ψευδοδίπτερος, σύστυλος, οκτάστυλος ναός, με 8 x 14 κίονες (8 στις στενές και 14 στις μακρές πλευρές του), αμφιδίστυλος εν παραστάσι, με πρόναο, σηκό και οπισθόδομο και μέγιστες σωζόμενες συνολικές διαστάσεις: 23,78 x 41,55 μ., ο οποίος ενσωμάτωσε στη θεμελίωσή του τον παλιότερο ναό. Ο επιμήκης ορθογώνιας κάτοψης κυρίως ναός είχε στο σύνολό του 9,80 μ. πλάτος και 27,60 μ. μήκος. Οι σφόνδυλοι των ιωνικών κιόνων του πτερού είχαν 24 ταινιωτές ραβδώσεις. Ο θριγκός αποτελούνταν από τριταινιωτό επιστύλιο και ακόσμητη ζωφόρο, που επιστέφονταν με ιωνικά κυμάτια. Ακολουθούσαν οι γεισίποδες, το οριζόντιο γείσο, η σίμη με διακόσμηση ανάγλυφης βλαστόσπειρας στις μακρές πλευρές και η επαέτια σίμη με διακόσμηση ανθεμίων και ανθών λωτού στις στενές πλευρές. Ο ναός δεν είχε αετωματικά γλυπτά, ενώ η κεράμωση της στέγης του ήταν πήλινη. Χρησιμοποιήθηκαν κορινθιακού τύπου στρωτήρες και ηγεμόνες καλυπτήρες με ανθεμωτό διάκοσμο στο μέτωπό τους. Για την κατασκευή του ναού χρησιμοποιήθηκε ως επί το πλείστον υπόλευκος ηφαιστειακός λίθος. Ωστόσο, οι τοίχοι του σηκού, η ακόσμητη ζωοφόρος του πτερού και τα ακόσμητα τύμπανα των αετωμάτων ήταν κατασκευασμένα από ροδόχρου λίθο, ενώ οι λεοντοκεφαλές-υδρορρόες και τα κεντρικά ανθεμωτά ακρωτήρια πιθανότατα από λευκό μάρμαρο.
Στον ναό του Μέσσου συναντάται για πρώτη φορά η εφαρμογή της ψευδοδίπτερης κάτοψης σε ναό ιωνικού ρυθμού. Σύμφωνα με τον Βιτρούβιο (ΙΙΙ.3.1-10), η επινόηση του ψευδοδίπτερου ναού αποδίδεται στον Ερμογένη, ωστόσο, στην έρευνα δεν υπάρχει ομοφωνία, όσον αφορά το ζήτημα: η δράση του Ερμογένη τοποθετείται χρονολογικά στο τελευταίο τέταρτο του 2ου με πρώτο τέταρτο του 1ου αι. π.Χ., ο ναός του Μέσσου χρονολογείται στους υστεροκλασικούς χρόνους (330-300 π.Χ.), ενώ παραδείγματα ψευδοδίπτερων δωρικών ναών ή συναφών παραλλαγών (ψευδοδίπτεροι μόνο στις μακρές πλευρές) συναντώνται ήδη από τους αρχαϊκούς χρόνους στη Σικελία (Σελινούντας, Ακράγαντας) και στην Κέρκυρα (Αρτεμίσιο). Ο αρχιτέκτονας του ναού του Μέσσου, δυστυχώς, δεν μας είναι γνωστός. Λαμβάνοντας, ωστόσο, υπόψη τα ιστορικά συμφραζόμενα, οι περισσότεροι μελετητές αποδίδουν την κατασκευή του ναού σε κάποιον αρχιτέκτονα που έδρασε στο τέλος του 4ου αι. π.Χ. και ήταν σύγχρονος του Πυθεού από την Πριήνη.
Τον 3ο αι. μ.Χ. ο ναός καταστρέφεται από σεισμό, ενώ κατά τους μετέπειτα χρόνους (4ος αι. μ.Χ.), ο χώρος αποκτά εργαστηριακό χαρακτήρα, όπως καταφαίνεται και από τους κλιβάνους που βρέθηκαν περιμετρικά και σε επαφή με τον ναό, στη δυτική και βόρεια πλευρά του. Τα αρχιτεκτονικά μέλη του ναού κατακερματίζονται στην κυριολεξία και διασκορπίζονται στην ευρύτερη περιοχή. Αρχιτεκτονικά αποτμήματά του επαναχρησιμοποιούνται ως οικοδομικό υλικό, ενώ πολλά ακόμη ασβεστοποιούνται στους παρακείμενους κλιβάνους. Τον 5ο ή 6ο αι. μ.Χ. στη θέση του ναού (πάνω στα θεμέλιά του) ανεγείρεται τρίκλιτη παλαιοχριστιανική κοιμητηριακή βασιλική. Στη μεταβυζαντινή περίοδο, η βασιλική καταστρέφεται και τη θέση της καταλαμβάνει μικρότερο μονόχωρο εκκλησίδιο (ναΐσκος), αφιερωμένο στον Ταξιάρχη Μιχαήλ.
Η πρώτη αναφορά στον ναό του Μέσσου έγινε το 1856 από τον γάλλο περιηγητή Jean-Marie Ernest Boutan (1827-1880), ενώ οι πρώτες ανασκαφές στον χώρο διενεργήθηκαν από τον γερμανό αρχιτέκτονα και αρχαιολόγο Robert Johann Koldewey (1855-1925) τον Δεκέμβριο του 1885 και τον Ιανουάριο του 1886, ο οποίος αποκάλυψε τον ναό σχεδόν κατά το ήμισυ και στη συνέχεια δημοσίευσε τα πορίσματα της μελέτης του το 1890. Κατά τους μετέπειτα χρόνους, η ανασκαφική έρευνα στον χώρο συνεχίστηκε: μεταξύ 1966-1968, από τη Ζ’ Αρχαιολογική Περιφέρεια Μυτιλήνης, με επικεφαλής τον αρχαιολόγο Βασίλειο X. Πετράκο, και αργότερα, μεταξύ 1987-1988, 1995-1996 και κυρίως μεταξύ 2002-2004, από την Κ’ ΕΠΚΑ, οπότε και το έργο είχε ενταχθεί στο Γ’ ΚΠΣ. Εκτός από τις αμιγώς ανασκαφικές εργασίες, οι οποίες αποκάλυψαν πλήρως το μνημείο στις μέγιστες σωζόμενες διαστάσεις του, πραγματοποιήθηκε συστηματικά σειρά εργασιών, με σκοπό τη διαμόρφωση και ανάδειξη του αρχαιολογικού χώρου στο σύνολό του. Παράλληλα δημιουργήθηκε ένας ημιυπαίθριος εκθεσιακός χώρος, ο οποίος στεγάζει τα λιγοστά σπαράγματα των αποσπασματικά διατηρούμενων αρχιτεκτονικών μελών του ναού, που συνοδεύονται από τις σχετικές σχεδιαστικές και εικονογραφικές αναπαραστάσεις της όψης του, δίνοντας έτσι την ευκαιρία στον επισκέπτη να κατανοήσει καλύτερα το μνημείο στην ολότητά του.