Ο αρχαίος οικισμός της Χάλκης τοποθετείται στη θέση του εγκαταλελειμμένου σήμερα Χωριού, δυτικά του σημερινού οικισμού Εμπορειού και εκτείνεται στη βόρεια πλαγιά του λόφου του Άη Νικόλα, κάτω από το ιπποτικό κάστρο, καθώς και στους πρόποδες της πλαγιάς, πίσω από την εκκλησία της Μεταμόρφωσης του Σωτήρος. Αποτελεί τον σημαντικότερο αρχαιολογικό χώρο του νησιού δεδομένου ότι εκεί βρισκόταν και ο μεσαιωνικός οικισμός και η κατοίκησή του ήταν διαρκής από τους κλασικούς χρόνους έως και τα μέσα του 19ου αιώνα, οπότε εξέλειπε ο κίνδυνος των πειρατών και οι κάτοικοι άρχισαν σιγά-σιγά να τον εγκαταλείπουν για να ιδρύσουν τον παραλιακό οικισμό του Εμπορειού. Κατά την αρχαιότητα οι οικίες, κτισμένες αμφιθεατρικά, στην πλαγιά του λόφου, ήταν θεμελιωμένες σε αναλημματικούς τοίχους, πολυγωνικής και ισόδομης τοιχοποιΐας, κτισμένους εν ξηρώ, από λαξευμένες λιθοπλίνθους που θεμελιώνονταν στον φυσικό βράχο. Σε όλη την έκταση του οικισμού εντοπίστηκαν είκοσι έξι (26) συνολικά αναλημματικοί τοίχοι, οι οποίοι, όχι μόνο συγκρατούσαν την επίχωση πλήρωσης των αναβαθμίδων, αλλά συχνά περιέκλειαν και υπόγειες λαξευτές δεξαμενές για τη συγκέντρωση των ομβρίων, πολλές από τις οποίες σώζονται μέχρι σήμερα στο εσωτερικό των πετρόκτιστων ερειπωμένων μεσαιωνικών σπιτιών. Η χρονολόγηση των αναλημματικών αυτών τοίχων ανάγεται στον 4ο αιώνα π.Χ. και για την κατασκευή τους χρησιμοποιήθηκε ο τοπικός ασβεστόλιθος. Οι εντυπωσιακότεροι, λόγω της επιμελημένης τοιχοποιίας και της κατάστασης διατήρησής τους, είναι οι αναλημματικοί τοίχοι 21, 22 και 17.
Οι αρχαίοι τοίχοι αρχικά κάλυπταν όλο τον οικισμό, ως τους πρόποδες του λόφου, αλλά σταδιακά οι κάτοικοι του μεσαιωνικού χωριού τους επαναχρησιμοποίησαν ως δομικό υλικό για την οικοδόμηση των οικιών τους, όπως προκύπτει από το πλήθος των αρχαίων λίθων που σώζονται σε δεύτερη χρήση. Για τον λόγο αυτό τα αρχιτεκτονικά κατάλοιπα είναι περισσότερα αριθμητικά και καλύτερα διατηρημένα όσο προχωράμε προς το κάστρο, ενώ ανεβαίνοντας προς την κορυφή του λόφου μειώνονται οι κατοικίες. Η ύπαρξη διάσπαρτων γεωμετρικών και αρχαϊκών οστράκων στην επίχωση που αφαιρέθηκε νότια του τοίχου 17, αλλά και γενικότερα στην έκταση του αρχαίου οικισμού, δείχνει ότι η απαρχή της κατοίκησης στο χωριό ίσως ανάγεται στη γεωμετρική περίοδο.
Στο πλαίσιο του έργου «Στερέωση και ανάδειξη αρχαίου οικισμού στο Χωριό Χάλκης», που εντάσσεται στο ΕΣΠΑ, ξεκίνησαν, με φορέα υλοποίησης την πρώην ΚΒ΄ ΕΠΚΑ, οι εργασίες στον αρχαίο οικισμό του Χωριού τον Ιούνιο του 2011. Κατά τη διάρκεια των εργασιών, ολοκληρώθηκε η κατασκευή λιθόστρωτου στις διαδρομές εντός του οικισμού, οι οποίες συνδέουν τα κυριότερα μνημεία του, όπως η διαδρομή που διέρχεται μπροστά από τους αρχαίους τοίχους 21 και 22, η διαδρομή που καταλήγει στους θρόνους Διός και Εκάτης, καθώς και οι διαδρομές που οδηγούν στους ναούς της Αγίας Τριάδας, της Παναγίας Πορτενής, των Αγίων Κωνσταντίνου και Ελένης και σε ερείπια εκκλησιών που βρίσκονται διάσπαρτα σε όλη την έκταση του αρχαίου οικισμού. Λιθοστρώθηκαν επίσης οι διαδρομές στο εσωτερικό του κάστρου και βόρεια του χωριού, βορειοδυτικά του ναού της Μεταμόρφωσης του Σωτήρος, καθώς και το κεντρικό μονοπάτι το οποίο ξεκινά από την Παναγιά Χωριανή και καταλήγει στην είσοδο του ανατολικού πύργου του μεσαιωνικού κάστρου.
Στο πλαίσιο των εργασιών του έργου, πραγματοποιήθηκε επίσης η στερέωση και συμπλήρωση του αρχαίου αναλημματικού τοίχου 21, σύμφωνα με τη μελέτη τεκμηρίωσης, η οποία προέβλεπε αφενός τη στερέωση και τη διόρθωση των αποκλίσεων των ανώτερων δόμων του υφιστάμενου τοίχου και αφετέρου τη συμπλήρωση του ανατολικού τμήματος που κατέρρευσε με αυθεντικό αρχαίο υλικό και ανακατασκευή του μεταγενέστερου τμήματος με αργολιθοδομή. Τμηματικές επεμβάσεις στερέωσης και συμπλήρωσης πραγματοποιήθηκαν επίσης σε πολλούς αναλημματικούς τοίχους, οι οποίοι παρουσίαζαν προβλήματα έδρασης, λόγω της κατάρρευσης των λίθων. Για τις συμπληρώσεις χρησιμοποιήθηκε τοπικό πέτρωμα, ενώ για τη στερέωσή τους κονίαμα από λευκό τσιμέντο, άμμο λατομείου, θηραϊκή γη και ασβεστοπολτό. Το κονίαμα, χωρίς να είναι εμφανές στη πρόσοψη των τοίχων, στερέωνε τη λιθοδομή εσωτερικά σαν ένα είδος άοπλης ενίσχυσης, δίνοντας παράλληλα την εντύπωση της εν ξηρώ δόμησης.
Στις εργασίες του έργου περιλαμβάνονται επίσης και οι ανασκαφικές εργασίες που πραγματοποιήθηκαν στο εσωτερικό του κάστρου και έδωσαν νέα στοιχεία για τη μορφή και τη χρονολόγηση του τείχους. Επίσης μικρή ανασκαφική έρευνα που διεξήχθη βορειοανατολικά της κεντρικής πύλης αποκάλυψε τμήμα του βόρειου τείχους.
Προχωρώντας προς την κορυφή του λόφου, συναντάμε την ακρόπολη, το γνωστό Παλαιόκαστρο, οχυρωμένη με ισχυρό τείχος και κτισμένη κατά το ισόδομο σύστημα. Σε καλύτερη κατάσταση διατηρείται τμήμα της νότιας οχύρωσης με την πυλίδα, ενώ το σύνολο της οχυρής θέσης κατέλαβε στα χρόνια της ιπποτοκρατίας, το καλοδιατηρημένο, σήμερα, κάστρο των Ιπποτών. Σε αυτό οδηγείται κανείς από είσοδο, μετά την οποία είναι ορατό το ανώφλι και οι θυραίοι λίθοι της αρχαίας εισόδου. Το τείχος εδράζεται στον φυσικό βράχο και η κατασκευή του ακολουθεί τον τύπο του ισόδομου κυφωτού συστήματος. Η θέση της αρχαίας οχύρωσης επέτρεπε τον έλεγχο της θάλασσας, του λιμανιού στο σημερινό Εμπορειό, αλλά και της χερσονήσου της Τραχειάς, στη νότια πλευρά. Στο εσωτερικό του κάστρου κτίστηκε ο ναός του Aγ. Nικολάου, στον οποίο διατηρούνται κατάλοιπα τοιχογραφιών του 13ου και του 15ου αιώνα.
Σε άνδηρο πριν την ακρόπολη, σώζονται ακόμα και σήμερα, λαξευμένα στο φυσικό βράχο, έδρανα με την επιγραφή Διός Ἑκάτ[ης], που ερμηνεύονται ως θρόνοι - βωμοί και χρονολογούνται στην ελληνιστική περίοδο. Επιγραφές και αρχιτεκτονικά μέλη ενσωματωμένα σε οικίες και εκκλησίες, όπως αέτωμα από επιτύμβια στήλη, εντοιχισμένη στην εκκλησία του Σωτήρος, καθώς και ψευδοπρόσοψη τάφου, μακεδονικού τύπου, στα ανατολικά του ιδίου ναού, μαρτυρούν την ακμή του οικισμού στα κλασικά και ελληνιστικά χρόνια.
Η ανάδειξη του Χωριού, με τη διαμόρφωση των μονοπατιών, την αποκατάσταση και τον καθαρισμό των τοίχων και του Κάστρου, και η οργάνωση και ανάδειξη των αρχαιολογικών ευρημάτων, πρόκειται να προωθήσει την επισκεψιμότητα εναλλακτικού τουρισμού, ως σημείο αναφοράς και πόλος έλξης σημαντικής αρχαιολογικής σημασίας. Γενικά, η διαμόρφωση των κοινόχρηστων δικτύων και ιδιαίτερα του κεντρικού μονοπατιού που ανεβαίνει στο κάστρο, έχει σαφή πρακτικά και αισθητικά πλεονεκτήματα στον οικισμό, ενώ η αποκατάσταση των αναλημματικών τοίχων κρίνεται αναγκαία για τη διατήρηση της ιστορικής και διδακτικής τους αξίας και απαραίτητη για την ανάδειξη αυτών και του περιβάλλοντός τους.
Υλοποιήθηκε στο πλαίσιο του ΕΣΠΑ 2007-2013 (Επιχειρησιακό πρόγραμμα Κρήτης και νήσων Αιγαίου)