Il sito ha rivelato tracce della presenza umana già dal III millennio a.C., come testimonia il rinvenimento di manufatti in ceramica e pietra, tra cui una statuina di dea madre in marmo. Nell'età del Bronzo si evidenzia un fiorente insediamento umano che continua anche nel periodo fenicio-punico. Verso la prima metà del VI secolo a.C. circa i Fenici fondarono la città di Neapolis, menzionata dalle fonti classiche, che si sovrappose al precedente centro indigeno. A questa fase sono attribuibili numerosi oggetti in ceramica sia di produzione locale sia d'importazione (scarabei, bucchero etrusco, ceramica ionica e attica). In età romana la città prosegue la sua espansione raggiungendo un'estensione di 34 ettari circa. A N del centro abitato partiva la strada romana "a Tibula Sulcis", ancora visibile e ben conservata per un lungo tratto. La città di Neapolis sin da tempi antichissimi doveva ospitare un porto: le indagini di archeologia subacquea hanno documentato che la struttura era attiva in età punica, romana e medievale. Le fonti classiche e medievali non citano esplicitamente il porto, ma nei portolani del Basso Medioevo si menziona il "Neapolitanus Portus" e a quei tempi la fiorente città romana si era ridotta ad un modesto aggregato rurale. Al centro della città erano state costruite le Grandi Terme, datate all'età imperiale avanzata. A partire presumibilmente dall'Alto Medioevo, l'edificio termale fu riutilizzato come chiesa dedicata a Santa Maria di Nabui: si riadattò un grande ambiente rettangolare (m 4,8 x 3,5), con i muri realizzati in "opus caementicium" rivestiti all'esterno ed all'interno in "opus vittatum mixtum" (ossia filari di blocchi in tufo alternati, regolarmente, a una fila di laterizi) e con volta a botte. l'intonaco che rivestiva internamente le pareti era decorato, ma il deterioramento delle superfici non permette di leggerne i soggetti. La chiesa continuò a mantenere questa funzione fino al XVIII secolo. da questo periodo cominciò a decadere ed è rimasta in elevato solo l'abside.