Наксос непрерывно заселён уже тысячи лет и был одним из важнейших центров Кикладской цивилизации (III тысячелетие до н.э.), о чём свидетельствуют знаменитые кикладские идолы. Согласно мифологии, именно здесь Тесей покинул Ариадну, в которую влюбился Дионис, а в пещерах горы Зас был вскормлен младенец Зевс.
В архаическую эпоху (VII–VI вв. до н.э.) Наксос переживал большой расцвет благодаря знаменитым мраморным каменоломням и выдающейся скульптурной традиции — свидетельством тому колоссальные куросы и приношения на Делосе. Во времена тирана Лигдамиса началось строительство храма Аполлона, от которого сохранилась легендарная Портара.
После римской и византийской эпох, в 1207 году венецианец Марко Санудо захватил остров и основал Герцогство Эгейского моря (или Герцогство Наксос) со столицей в Хоре. На протяжении четырёх веков венецианская аристократия оставила свой след: крепость Кастро, башни в сельской местности и католические церкви.
В 1564 году Наксос перешёл под власть Османской империи, сохранив, впрочем, значительные привилегии. Остров вошёл в состав греческого государства после Революции 1821 года. В новое время экономика опиралась на земледелие, животноводство, мрамор и наждак, а в последние десятилетия — на туризм, который сделал уникальную самобытность Наксоса известной во всём мире.