Det var neolittisk bosetning på Naxos så tidlig som 3000-tallet f.Kr. Det er funnet spor av levninger i Zas-grotten i form av stein fra Milos og kobberobjekter som en dolk, og gullflak. Tilstedeværelsen av gull og andre objekter innenfor grotten kan være en indikasjon på en høyere status for beboeren. Øya ble et sentrum for kykladisk sivilisasjon, en tidlig bronsealderkultur, og utviklet førurbane firkanthus, og det er avdekket gravplasser over hele øya. En rik keramikk er avdekket, og øya var leverandør av steingods som vaser av keramikk og statuetter av marmor, blant annet de karakteristiske kykladiske ideolene. Naxos var også kilde for utvinning av smergel for andre øyer, som grunnet sin hardhet var velegnet som slipe- og poleringsmiddel.