Ιερό Απόλλωνος και Αρτέμιδος (;)
Το 2001, κατά τη διάρκεια της επιφανειακές έρευνας, εντοπίστηκε ένα ακόμη ιερό της Άνω Πόλης, το οποίο βρίσκεται στο Βορειότερο άκρο του Μεσαίου Πλατώματος. Κατά την ανασκαφή που ακολούθησε από 2002 έως και 2006, μέσα στο στρώμα καταστροφής και εγκατάλειψης που κάλυπτε το ναό και τον περιβάλλοντα χώρο βρέθηκαν πολυάριθμα αφιερώματα, χρονολογούμενα από τους αρχαϊκούς έως και τους ελληνιστικούς χρόνους.
Βόρεια των δύο ορθογώνιων βωμών αποκαλύφτηκε ο ναός (Κτίριο 3, χώροι Α, Β και Ε), που πιθανώς οικοδομήθηκε στα πρώιμα αρχαϊκά χρόνια (7ος αι. π.Χ.).
Ο αρχαϊκός ναός είναι κατασκευασμένος από σχιστόλιθο και κρίνοντας από ορισμένα διάσπαρτα αρχιτεκτονικά μέλη, πρέπει να ήταν δωρικού ρυθμού. Ο ναός διαθέτει αβαθές άδυτο εσωτ. διαστάσεων περίπου 3 Χ 2 μ και σηκό μήκους περίπου 5 μ, ενώ δεν είναι σαφές αν υπήρχε πρόναος, καθώς το τμήμα εκείνο το κτηρίου δεν σώζεται. Το ναό περιθέει ένα θεμέλιο εξωτ. διαστ. περίπου 14,65 Χ 8,65 μ. Κάποιες εγκάρσιες αντηρίδες που συνδέουν τον κυρίως ναό με το θεμέλιο αυτό, δημιουργώντας την εικόνα μιας ορθογώνιας σχάρας (χώροι Γ και Δ), προστέθηκαν κατά τους ελληνιστικούς χρόνους προκειμένου να ενισχυθεί το οικοδόμημα, το οποίο προφανώς κινδύνευε να καταρρεύσει. Ο ναός έστεκε πάνω σε ένα άνδηρο που στηριζόταν από ισχυρούς αναλημματικούς τοίχους. Η όλη εικόνα που προέκυψε από την ανασκαφή στηρίζει την εκδοχή μιας ξαφνικής καταστροφής, πιθανώς οφειλόμενη σε σεισμό.
Το άδυτο του ναού βρέθηκε αδιατάρακτο, με τα πολυάριθμα αναθήματα ακόμη στη θέση τους. Πρόκειται για πολύτιμα ως επί το πλείστον αφιερώματα χρονολογούμενα κυρίως στους αρχαϊκούς χρόνους. Μολονότι είναι πρόωρο να διατυπώσουμε τεκμηριωμένη πρόταση για την ταυτότητα της λατρευόμενης θεότητας, εντούτοις, με βάση το είδος των αναθημάτων και τα επιμέρους χαρακτηριστικά της λατρείας είναι δυνατόν να στηριχθεί η υπόθεση ότι πρόκειται για ιερό της Αρτέμιδας και του Απόλλωνα. Τόσο ο πλούτος όσο και οι ποικίλες και εξωτικές προελεύσεις των ευρημάτων οδηγούν στην αναθεώρηση της εικόνας σχετικής φτώχειας που είχαμε σχηματίσει για την αρχαία Κύθνο, η οποία, έως τώρα, προέκυπτε από τις λιγοστές διαθέσιμες φιλολογικές και επιγραφικές μαρτυρίες.
Μέσα στο άδυτο του ναού της Κύθνου βρέθηκαν χρυσά, ασημένια, χάλκινα, οστέινα κοσμήματα όπως ενώτια, δαχτυλίδια, βραχιόλια, πόρπες, περόνες, ελάσματα, χάντρες περιδεραίων και περίαπτα διαφόρων τύπων. Πολλά από αυτά είναι από ορεία κρύσταλλο, υαλόμαζα, φαγεντιανή, ημιπολύτιμους λίθους, ήλεκτρο (κεχριμπάρι) και κοράλλι. Μεταξύ των ευρημάτων συγκαταλέγονται ανάγλυφοι δίσκοι και περίτμητα πλακίδια από ελεφαντόδοντο, Αιγυπτιακοί σκαραβαίοι, Φοινικικά κεφαλάκια γενειοφόρων, πήλινα γυναικεία ειδώλια του τύπου της ένθρονης καθιστής μορφής και πολυάριθμα ακέραια διακοσμημένα αγγεία (τα περισσότερα από αυτά καλλωπιστικά) εισαγμένα από διάφορες περιοχές του Αιγαιακού χώρου. Βρέθηκαν ακόμη εκατοντάδες κοχύλια, καθώς και λίγα οστά μικρών ζώων (ανάμεσά τους αρκετοί αστράγαλοι -κότσια) και ελάχιστα πουλιών. Η μελέτη της κατανομής των ευρημάτων στο χώρο θα επιτρέψει την ανασύσταση της διάταξης των αναθημάτων στο εσωτερικό του αδύτου, καθώς και την αναγνώριση των επιμέρους συνόλων μικροαντικειμένων. Το ιερό που ήρθε στο φως πρέπει να είχε σημαντική ακτινοβολία.
Ένας εκτεταμένος αποθέτης βρέθηκε σε επαφή με το τείχος, Ανατολικά των βωμών. Περιείχε εκτός από στάχτη και αναρίθμητα οστά ζώων πολυάριθμα πολύτιμα αφιερώματα, παρόμοια με αυτά που βρέθηκαν μέσα στο ναό.
Το εύρημα της Κύθνου θα οδηγήσει αδιαμφισβήτητα στην καλύτερη κατανόηση της αρχαίας ελληνικής θρησκείας και των λατρευτικών και τελετουργικών συνηθειών, ιδιαίτερα της αρχαϊκής περιόδου.
Το 2009 και 2010 πραγματοποιήθηκαν ανασκαφικές τομές στο μνημειακό ανάλημμα που εκτείνεται Δυτικά του ναού (Άνδηρο 4). Με βάση τα ευρήματα χρονολογείται στην ελληνιστική περίοδο.