Ο οικισμός που ανασκάπτεται μέσα στην πόλη των Χανίων, με κέντρο του το λόφο Καστέλι, είναι ο σημαντικότερος του νομού. Μεγάλα σπίτια με καλοχτισμένα δωμάτια, φροντισμένα δάπεδα με κυκλικά κοιλώματα – εστίες, τοίχοι επιχρισμένοι με βαθύ κόκκινο κονίαμα, κανονικά θυρώματα και κεραμικά προϊόντα εξαιρετικής ποιότητας δείχνουν ότι πρόκειται για ένα σπουδαίο πρωτομινωικό κέντρο.
Ο οικισμός αυτός είναι ο σημαντικότερος της δυτικής Κρήτης.
Η θέση του είναι ιδανική, γιατί όχι μόνο γειτονεύει με τη θάλασσα, αλλά περιβάλλεται και από τον πλούσιο χανιώτικο κάμπο, πληρώντας έτσι όλες τις προϋποθέσεις για την ανάπτυξη τόσο της γεωργίας όσο και της αλιείας και του θαλάσσιου εμπορίου. Αυτό επιβεβαίωσαν οι εκτεταμένες ανασκαφικές έρευνες που άρχισαν το 1964 στην πλατεία της Αγίας Αικατερίνης και συνεχίζονται μέχρι σήμερα, πάντα με πολλές δυσκολίες, περιορισμένες στους λίγους ελευθέρους χώρους της πυκνοκατοικημένης περιοχής.
Ο λόφος κατοικήθηκε αδιάκοπα από τα πρωτομινωικά χρόνια μέχρι τις μέρες μας, με αποτέλεσμα τα ανασκαφικά στρώματα να είναι πάρα πολλά και συχνά πολύ λεπτά σε πάχος, γεγονός που δημιουργεί ανυπέρβλητες δυσκολίες στη χρονολόγηση και την ταύτιση τους, έτσι ώστε οι ανασκαφές στο χώρο αυτό να θεωρούνται από τις δυσκολότερες στο είδος τους.
Κατά την επόμενη μεσομινωική περίοδο(α’ μισό της δεύτερης χιλιετίας π.Χ.), ο οικισμός των Χανίων αναπτύσσεται σε δυναμικό κέντρο. Είναι η περίοδος κατά την οποία εμφανίζονται στην Κρήτη οι πρώτες ανακτορικές εγκαταστάσεις. Ενώ η οικονομία παραμένει γεωργική, παράλληλα αναπτύσσεται το εμπόριο και η ναυτιλία. Δημιουργούνται εμπορικοί σταθμοί έξω από το νησί και ιδρύονται αποικίες. Μια τέτοια σχέση συνδέει την Κρήτη με το κοντινό νησί των Κυθήρων. Χαρακτηριστική είναι η ομοιότητα της κεραμικής από το Καστέλι και το Καστρί Κυθήρων. Το χανιώτικο κεραμικό εργαστήριο παράγει προϊόντα που ακολουθούν τους ρυθμούς της κεντρικής Κρήτης (σκοτεινό επί ανοικτού, ανοικτό επί σκοτεινού, τραχωτό ρυθμό, καμαραϊκό ρυθμό), ενώ δεν λείπουν και οι εισαγωγές κεραμικών από την υπόλοιπη Κρήτη.
Δυστυχώς, οι μεσομινωικές οικοδομικές φάσεις του οικισμού του Καστελίου έχουν αφανιστεί από την εκτεταμένη οικοδομική δραστηριότητα στις αμέσως επόμενες περιόδους και είναι πολύ λίγα τα λείψανα που σώζονται.
Κτιριακά λείψανα τόσο των πρωτομινωικών όσο και των μεσομινωικών χρόνων που έχουν εντοπιστεί σε διάφορα σημεία στο σημερινό κέντρο της πόλης των Χανιών (περιοχή Δημοτικής Αγοράς και ανατολικότερα) ίσως υποδηλώνουν μια σπονδυλωτή διάρθρωση του προϊστορικού οικισμού, ενώ κέντρο του παραμένει πάντα ο λόφος στο Παλιό Λιμάνι.