Το σπήλαιο της Μελισσάνης στην περιοχή Καραβομύλου.
Στα περιφερειακά ιερά της Σάμης ανήκε το σπήλαιο της Μελισσάνης στην περιοχή του Καραβομύλου, ΒΔ της πόλης. Εκεί λατρεύονταν οι Νύμφες και ο Πάνας και στην ονομασία του ο Δοντάς αναγνωρίζει «προϊστορικόν ἦχον».
Το σπήλαιο – βάραθρο, ένα σπηλαιώδες άνοιγμα με μία λίμνη στο βάθος, είναι το αποτέλεσμα μιας κατάρρευσης του πετρώματος, που υπέστη καρστική διάβρωση. Στο στεγασμένο τμήμα του έχουν σχηματιστεί μεγάλων διαστάσεων σταλακτίτες και στο μέσον περίπου της λίμνης διαμορφώθηκε από τις κατακρημνίσεις μικρή νησίδα. Η εντυπωσιακή μορφή του σπηλαίου, σε συνδυασμό με το κατάφυτο περιβάλλον στο οποίο εντάσσεται, φαίνεται ότι προσέλκυσε το ενδιαφέρον των αρχαίων κατοίκων της περιοχής, που το μετέτρεψαν σε χώρο λατρείας του Πάνα και των Νυμφών, ιδανικό για το σκοπό αυτό εφόσον τα σπήλαια θεωρούνταν τόποι κατοικίας των εν λόγω θεοτήτων.
Η πρόσβαση στο σπήλαιο ήταν δύσκολη και επικίνδυνη και θα επιτυγχανόταν μόνο με σχοινί από την κορυφή. Η σημερινή είσοδος δημιουργήθηκε με τη διάνοιξη σήραγγας το 1951 από την τότε Τοπική Επιτροπή Τουρισμού Κεφαλληνίας, προκειμένου να καταστεί επισκέψιμο το σπήλαιο και εν συνεχεία, ακολούθησε η ανασκαφική έρευνα στη νησίδα το 1964 από τον Σπ. Μαρινάτο, από όπου προέκυψαν αφιερώματα της υστεροκλασικής και ελληνιστικής περιόδου: πήλινο ειδώλιο Πάνα, δίσκος με χορό Νυμφών, πλακίδια με ανάγλυφες παραστάσεις και άλλα ευρήματα. Μάλιστα, ο Μαρινάτος ονόμασε μία γυναικεία προτομή, που εικονίζεται σε ένα από τα πλακίδια «Νύμφη Μελισσάνη».