De belangrijkste bezienswaardige bestemming op het eiland Tilos is het versterkte klooster van Agios Panteleimon (prachtig van buiten maar ook mooi beschilderd en gedecoreerd van binnen). Dit klooster dateert uit 1470 - 1480 en is gebouwd op een heuvel aan de noord-westzijde van het eiland. Er is een zeer onregelmatige busdienst naar dit klooster (slechts een paar keer per week in het hoogseizoen). Het klooster staat in een heel groene omgeving met kastanje-bomen, cypressen en eiken die honderden jaren oud zijn. Bij het klooster hoort ook een stenen toren. Waarschijnlijk zijn sommige van de stenen die zijn gebruikt bij de bouw van het Agios Panteleimon klooster afkomstig van een oude tempel die vroeger op deze plek stond.

Het kasteel boven het dorp van Megalo Chorio is een andere toeristische attractie dat zeker een bezoek waard is. Het pad naar boven is steil en soms is het niet meteen duidelijk in welke richting je moet lopen. De wandeling de heuvel op duurt ongeveer 45 minuten. Sommige delen van het kasteel zijn een ruïne, maar het uitzicht vanaf hier is spectaculaire over het eiland Tilos en helemaal naar het naburige vulkanische eiland Nysiros (die ziet er echt als een vulkaan uit vanaf deze plek). Het kasteel werd gebouwd door de Johannieter ridders en ooit woonden alle mensen van Megalo Chorio binnen de kasteelmuren. 2,5 Kilometer ten westen van Megalo Chorio ligt een andere bezienswaardigheid van het eiland Tilos, het klooster van Agios Andonios.

Het stadhuis in Megalo chorio herbergt een klein museum met de fossiele beenderen van de Dwerg Olifant die vanaf ongeveer 50.000 jaar geleden op het eiland leefde en er de zomers doorbracht. Deze dwerg-olifanten leefden hier tot ongeveer 4000 voor Christus en hun botten werden in de zeventiger jaren van de vorige eeuw ontdekt in de grot van Harkadio. In deze grot zijn ook stukken keramiek en stenen gereedschappen uit de neolitische tijd gevonden evenals beenderen van herten uit een nog vroegere periode. Het museum is iedere dag geopend van 9.00 tot 14.00 met uitzondering van de zondagen. Op sommige andere eilanden als Kreta, Cyprus en Malta zijn overigens ook overblijfselen van de dwerg-olifant gevonden.

Tilos is een uitermate geschikt eiland voor wandelaars, en wie het eiland te voet verkent komt onderweg vele kleine forten tegen, waaronder eentje in Micro Chorio die de moeite waard is om te gaan bekijken. Het heet het fort van Misaria en dateert uit de middeleeuwen. Het werd opgericht in 1366 door de Johannieter ridders en ligt boven de Harkadio grot. Mikro Chorio was ooit samen met Megalo Chorio een van de twee plaatsjes die Tilos rijk was. Uit angst voor piraten bouwden de mensen hun huizen niet langs de kust. Vandaag de dag is Mikro Chorio verlaten en de meeste huizen zijn vervallen tot ruïnes. De enige gebouwen die nog helemaal prachtig overeind staan zijn de kerken. Het dorp ligt op drie kilometer afstand van Livadia.