Η περιοχή πήρε το όνομά της από το εκκλησάκι που δεσπόζει πάνω από τον κόλπο. Τα ερείπια του οικισμού δείχνουν ίχνη κατοίκησης από τη Νεολιθική περίοδο (3300-3200 π.Χ.) έως το τέλος της εποχής του Χαλκού (1200-1100 π.Χ.). Οπως προκύπτει από τις ανασκαφές, ο οικισμός έπαθε καταστροφές από φυσικά αίτια και τα σπίτια επισκευάστηκαν με τη χρήση παλαιότερων υλικών -οπότε η χρονολόγηση γίνεται δύσκολη.
Μεταξύ των ευρημάτων υπάρχουν πήλινα και λίθινα αγγεία και σκεύη, καθώς και αρκετά μαρμάρινα ειδώλια με την κλασική κυκλαδική μορφή. Προς τα μέσα της ακμής του οικισμού φαίνεται ότι έγινε και η οχύρωσή του και κατασκευάστηκε ναός που αποτελεί μοναδική περίπτωση κτιρίου μ’ αυτό τον χαρακτήρα στην περιοχή των Κυκλάδων της συγκεκριμένης περιόδου. Το σημαντικότερο εύρημα από τις ανασκαφές της Αγίας Ειρήνης είναι μια σειρά πήλινων ειδωλίων με γυναικείες μορφές που εικάζεται ότι απεικονίζουν θεότητες ή ιέρειες. Θα τις δείτε σε ειδικά διαμορφωμένο χώρο στο Αρχαιολογικό μουσείο της Ιουλίδας.
Η συστηματική ανασκαφή του χώρου πραγματοποιήθηκε από το Πανεπιστήμιο του Cincinnati και τον καθηγητή J.L. Caskey στο διάστημα 1960-1981.