Το νησί αναφέρεται από τον Πλίνιο με το όνομα Ευλίμνια, όνομα που σχετίζεται με τους δύο μεγάλους όρμους του νησιού,το Εμπορειό και τον Άγιο Γεώργιο, στην ανατολική και δυτική πλευρά του νησιού. που αποτελούν ασφαλή φυσικά λιμάνια. Η χρήση τους στην αρχαιότητα επιβεβαιώνεται από τα εντυπωσιακά, λαξευμένα στο βράχο, νεώρια, που χρονολογούνται στην ελληνιστική περίοδο όταν ανήκε στο Ροδιακό κράτος.<ref>Καλλιόπη Μπαϊράμη, ΄΄Αλιμνιά΄΄, στο::Ανδρέας Βλαχόπουλος (επίμ.), Αρχαιολογία-νησιά του Αιγαίου,εκδ.Μέλισσα,Αθήνα,2005,σελ.373</ref> Την [[ελληνιστική εποχή|ελληνιστική περίοδο]], οπότε και άκμασε το Ροδιακό κράτος, το νησί οχυρώθηκε με την κατασκευή φρουρίου και χρησιμοποιήθηκε ως αγκυροβόλιο και παρατηρητήριο του Ροδιακού στόλου.<ref name="egeon">[http://www2.egeonet.gr/forms/filePage.aspx?lemmaId=6837 Ίδρυμα Μείζονος Ελληνισμού, Αλιμιά]</ref>Το ελληνιστικό κάστρο διασώζεται μέχρι σήμερα στα ανατολικά της υψηλότερης κορυφής του νησιού.<ref>[http://www.tanea.gr/diakopes/?aid=32131 Τα Νέα -Διακοπές, Χάλκη]</ref> Τμήμα του ελληνιστικού κάστρου χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή του μεσαιωνικού, κάστρου που χτίστηκε το 1475, όταν την Ρόδο και τα γύρω νησιά κατείχαν οι [[Ιωαννίτες Ιππότες]].<ref name="egeon"/>
