Ο ιερός ναός Παναγίας της Τρουλωτής είναι κτισμένος σε γραφικό ύψωμα της περιοχής των Πύργων Θερμής στο ανατολικό τμήμα του νησιού. Ο ναός ανήκει στην κατηγορία του εγγεγραμμένου σταυροειδούς με τρούλο στηριζόμενος σε τέσσερις πεσσούς και χρονολογείται στον 14ο αι.
Πρόκειται για έναν από τους ελάχιστους βυζαντινούς ναούς που σώζονται στη Λέσβο. Η βυζαντινή μνήμη αναζητά τις σελίδες της ιστορίας και τις παραδόσεις, σύμφωνα με τις οποίες φέρεται το Ναό να έχτισε η αυτοκράτειρα Ειρήνη η Αθηναία, όταν ήταν εξόριστη στη Λέσβο. Με το κτίσιμο του ναού τον 9ο αι. θέλησε να εξιλεωθεί από το βαρύ αμάρτημα της συνομωσίας για το σφετερισμό του θρόνου της Βασιλευούσης με συνέπεια το θάνατο του γιού της Κωνσταντίνου Στ’. Ωστόσο, κάτι τέτοιο δεν είναι καταγεγραμμένο σε κάποια πηγή, πράγμα που επιβεβαιώνεται απ’ το γεγονός μη ύπαρξης τεχνικών γνωρισμάτων ως τεκμήρια.
Είναι αφιερωμένος στην κοίμηση της Θεοτόκου και ονομάζεται Παναγία Τρουλωτή ή Τουρλωτή, καθότι αποτελεί έναν από τους ελάχιστους ναούς με τρούλο και μάλιστα το ιδιαίτερο στοιχείο που δικαιολογεί την ονομασία αυτή είναι η εικόνα της Θεοτόκου αντί του Παντοκράτορος στον τρούλο.
Το 1992 με την καθαίρεση των επιχρισμάτων αποκαλύφθηκε ότι ο Ναός εσωτερικά είναι ιστορημένος με αγιογραφίες του 17ου αι., οι οποίες διατηρούν πάνω τους τα καταστροφικά σημάδια των πολεμίων. Το ξυλόγλυπτο τέμπλο αποτελεί έργο του 18ου αι., κατασκευασμένο από ξύλο καρυδιάς αποτελεί τρανό παράδειγμα της λεσβιακής ξυλογλυπτικής με θεματικές παραστάσεις από τη Βίβλο, πλούσιο ανθικό διάκοσμο, μικρά κιονόκρανα και επιβλητικά αετώματα που κοσμούν και αναδεικνύουν τις περίτεχνες εικόνες του. Επίσης, στο ναό σώζονται φορητές εικόνες, ιερά σκεύη και εκκλησιαστικά βιβλία του 17ου και 18ου αιώνα, ως πολύτιμη κληρονομιά για τους πιστούς.
