Πρόκειται για το μοναδικό μουσείο των Κυκλάδων που είναι αφιερωμένο στη βυζαντινή τέχνη. Τα εκθέματά του προέρχονται από τα σημαντικά βυζαντινά μνημεία του νησιού και αποτελούν αντιπροσωπευτικά έργα της περιόδου από τον 7ο έως τον 12ο αιώνα, με πιο εντυπωσιακό τον αποτοιχισμένο τρούλο της εκκλησίας της Παναγίας της Πρωτόθρονης Χαλκίου. Αξίζει να βγει κανείς στο μπαλκόνι του Βυζαντινού Μουσείου και να απολαύσει την άπλετη θέα προς το απέραντο γαλάζιο του Αιγαίου.