- Το σημαντικότερο αξιοθέατο του νησιού είναι το Ενετικό Κάστρο στη Χώρα. Χτίστηκε από την οικογένεια των Κουερίνι τον 13o αιώνα και καταλαμβάνει έκταση περίπου 4.000 τετραγωνικών μέτρων. Αρχιτεκτονικά ανήκει στον τύπο οχυρωμένου οικισμού, στον οποίο οι εξωτερικοί τοίχοι των σπιτιών δημιουργούν τείχος με μικρά παράθυρα για πολεμίστρες. Έχει κτιστεί με παραδοσιακή τοπική σκούρα πέτρα κι έχει φοβερή θέα στα δύο φυσικά λιμάνια του νησιού. Τα σπίτια των Κουερίνι είναι χτισμένα γύρω από την είσοδο, στην ανατολική πλευρά. Είναι διώροφα και κατοικούνταν μέχρι και το 1956. Μέσα στο Κάστρο υπάρχουν δύο εκκλησίες, ο ναός του Αγίου Γεωργίου, η παλαιότερη εκκλησία του νησιού, και ο ναός της Παναγιάς του Κάστρου, που είναι κτισμένος στη θέση του πύργου, πάνω από την πύλη.
- Το Αρχαιολογικό Μουσείο Αστυπάλαιας στεγάζεται σε μια μικρή ισόγεια αίθουσα που παραχωρήθηκε από το Εκκλησιαστικό Φιλανθρωπικό Ταμείο Αστυπάλαιας, το 1994. Το Μουσείο εγκαινιάστηκε τον Σεπτέμβρη του 1998 και στις συλλογές του περιλαμβάνει ευρήματα από την Προϊστορική έως και την Μεσαιωνική εποχή.
- Το Εκκλησιαστικό Μουσείο Αστυπάλαιας στεγάζεται στη Μονή της Παναγιάς Πορταΐτισσας. Ουσιαστικά πρόκειται για μια αίθουσα στο πίσω μέρος της εκκλησίας όπου εκτίθενται διάφορα εκκλησιαστικά κειμήλια, όπως ένας ξύλινος επιτάφιος του 17ου αιώνα και μια εικόνα του Χριστού, του 15ου αιώνα.
- Στη νότια μεριά της Χώρας, στην περιοχή Κυλίντρα, έχει βρεθεί το μοναδικό στον κόσμο βρεφικό νεκροταφείο, μεγάλης έκτασης, όπου μέχρι και σήμερα ανακαλύφθηκαν περίπου 3000 εγχυτρισμοί. Χρονολογείται από τη Γεωμετρική περίοδο και χρησιμοποιήθηκε μέχρι την Ελληνιστική εποχή και εκεί θαύονταν νεογνά από διάφορες περιοχές της Μεσογείου. Στο χώρο βρέθηκαν εκατοντάδες βρέφη, ενταφιασμένα μέσα σε πήλινα αγγεία, με εξαιρετικό αρχαιολογικό και ανθρωπολογικό ενδιαφέρον. Υπάρχουν αρκετές θεωρίες σχετικά με το πώς προέκυψε αυτός ο ταφικός χώρος. Οι δύο επικρατέστερες είναι είτε ότι πρόκειται για μια πιθανή προσφορά στους θεούς, οι γονείς προσέφεραν τα νεκρά μωρά τους στις θεότητες του τοκετού, Αρτέμιδα Λοχία και Ειλείθυια για να τους τα στείλει γερά στην επόμενη γέννα είτε ότι οι θάνατοι προήλθαν από φυσικά αίτια κατά την διάρκεια του τοκετού.
- Στον οικισμό Μαλτεζάνα βρέθηκε το υστερορωμαϊκό Λουτρό του Ταλλαρά. Πρόκειται για ένα συγκρότημα με εξαιρετικά σε χρώματα και τεχνική ελληνιστικά ψηφιδωτά, όπου αναπαρίσταται ο ζωδιακός κύκλος και η προσωποποίηση του Χρόνου, των Εποχών και των Μηνών στην κύρια αίθουσα.
- Στο Βαθύ βρέθηκαν λείψανα μινωικού οικισμού. Πρόκειται για έναν ιδιαίτερα εκτεταμένο Προϊστορικό οικισμό στη λιμνοθάλασσα που σχηματίζεται στην είσοδο του κόλπου
- Στη νοτιοδυτική πλευρά του νησιού, σε απόσταση 12 χιλιομέτρων από τη Χώρα, βρίσκεται το Κάστρο του Αγίου Ιωάννη. Είναι χτισμένο απέναντι από το ομώνυμο μοναστήρι και πρόκειται για ένα φυσικό οχυρό με μυστική είσοδο και πέρασμα στο διπλανό λόφο. Σύμφωνα με την παράδοση το Κάστρο ήταν απόρθητο, κι αποτελούσε καταφύγιο των κατοίκων από επιδρομές πειρατών. Σήμερα σώζονται ερείπια οικοδομών και μια στέρνα. Η πρόσβαση για να φτάσει κανείς στο Κάστρο είναι δύσκολη. Από την πανέμορφη εκκλησία του Αγίου Ιωάννη και προς τα αριστερά ξεκινά το απότομο μονοπάτι προς την παραλία. Το τοπίο με τα τρεχούμενα νερά, τις πικροδάφνες και τους μικρούς καταρράκτες αιφνιδιάζει.
- Το νησί διαθέτει τρία σπήλαια τα οποία είναι άρρηκτα δεμένα με την παράδοση του τόπου, ενώ η εξερεύνησή τους αποτελεί μια εξαιρετική εμπειρία. Στις Βάτσες βρίσκεται η σπηλιά του Νέγρου, που διαθέτει μοναδικά συμπλέγματα σταλαγμιτών και σταλακτιτών. Με το συγκεκριμένο σπήλαιο έχουν συνδεθεί διάφοροι μύθοι για πειρατές και για τους θησαυρούς που έκρυβαν μέσα σε αυτό. Στο Βαθύ, βόρεια του νησιού, βρίσκεται το σπήλαιο του Δράκου, ή αλλιώς Δρακοσπηλιά. Στο εσωτερικό του υπάρχουν εντυπωσιακοί σταλακτίτες και σταλαγμίτες. Σε αυτό, η πρόσβαση γίνεται είτε με καΐκι είτε με αυτοκίνητο, έως ένα σημείο, και στη συνέχεια με τα πόδια. Τέλος, στο υψηλότερο βουνό του νησιού, στο Καστελάννο, βρίσκεται η σπηλιά της Παναγιάς της Πουλαριανής.
- Άλλα αξιοθέατα του νησιού που αξίζει να επισκεφτεί κανείς είναι: το Μνημείο του Γάλλου ναυάρχου Μπιγκόν, στο Σχοινώντα που θυμίζει τους Γάλλους ναυτικούς που προτίμησαν να αυτοανατιναχτούν για να μην πέσουν στα χέρια πειρατών, η πλατεία της Χώρας, η Ναρκίσσειος Δημοτική Βιβλιοθήκη, το Σεράι, έναν τετραόροφο τετράγωνο πύργο, περιμέτρου 18 μέτρων, το Καστελλάνο που βρισκεται στην ψηλότερη κορυφή του Μέσα Νησιού, (366 μέτρα), που στη διάρκεια της Ιταλοκρατίας (1912-1943) φιλοξενούσε ιταλικό οχυρό και στρατόπεδο, την Παναγιά την Πουλαριανή με Χαμηλή βλάστηση, μελίσσια (που παρεμπιπτόντως παράγουν καταπληκτικό θυμαρίσιο μέλι), το ψηφιδωτό δάπεδο της Βασιλικής Καρέκλη, στον Σχοινώντα και τα λείψανα παλαιοχριστιανικής Βασιλικής του 5ου αιώνα, με πολύ αξιόλογα ψηφιδωτά, στη Μαλτεζάνα.
