Na samym początku XIII pieśni „Iliady” Posejdon siada na najwyższym szczycie „lesistej Samotraki” i stamtąd patrzy na równinę pod Troją, a widząc, że Achajowie przegrywają, schodzi do morza i rusza im na pomoc. To nie poetycka przesada: Fengari („Księżyc”, 1611 m) wyrasta prosto z morza i przy dobrej pogodzie widać z niego wybrzeże Azji. Samotraka nie miała dobrych portów ani pól, więc nigdy nie była ważnym państwem. Była za to jednym z najważniejszych miejsc kultu w świecie greckim.

Na zachodnich zboczach gór, nad dawnym miastem Paleopolis, działało Sanktuarium Wielkich Bogów. W literaturze nazywano ich Kabirami, ale w inskrypcjach mówi się tylko o „Wielkich Bogach”, bo ich imion nie wolno było wymawiać. Do misteriów mógł przystąpić każdy, bez względu na wiek, płeć, pochodzenie i status: najpierw pierwszy stopień wtajemniczenia (myesis), potem, nawet tego samego dnia, drugi (epopteia). Wtajemniczeni byli m.in. Herodot i spartański wódz Lizander. Według Plutarcha właśnie tutaj, podczas inicjacji, poznali się Filip II Macedoński i Olimpias, przyszli rodzice Aleksandra Wielkiego.

Macedońscy władcy zrobili z sanktuarium swoją wizytówkę. Ok. 340 p.n.e. powstał temenos, potem ołtarz i Hieron (ok. 325 p.n.e.), którego kolumny podniesiono w 1956 r. i które dziś są symbolem stanowiska. Królowa Arsinoe ufundowała Arsinoeion, rotundę o średnicy ok. 20 m: największe przykryte okrągłe wnętrze greckiego świata. Antygon Gonatas dodał budynek na okręt wotywny, a ok. 200 p.n.e. powstał teatr.

W 1863 r. francuski konsul Charles Champoiseau wykopał tu kawałki marmurowej postaci ze skrzydłami. Złożona w Paryżu stała się Nike z Samotraki i stoi dziś na szczycie schodów w Luwrze. Na miejscu, w muzeum, jest jej kopia, a w ruinach widać, gdzie stała: na fontannie w kształcie dziobu okrętu, wysoko nad sanktuarium. Wykopaliska prowadzili po kolei Francuzi, Austriacy i Czesi, a od 1938 r. Amerykanie z Instytutu Sztuk Pięknych Uniwersytetu Nowojorskiego, którzy pracują tu do dziś.