Σύμφωνα με τα αρχαιολογικά ευρήματα, η Αμοργός κατοικείται από την προϊστορική εποχή. Στις αρχαίες πόλεις έχουν ανασκαφεί ευρήματα της Πρωτοκυκλαδικής περιόδου. Η θέση της απέναντι από τις αρχαίες ιωνικές πόλεις την κατέστησε έναν από τους πρώτους σταθμούς για τους Ίωνες που έφταναν στην Ελλάδα.

Κατά την αρχαιότητα άνθησαν τρεις πόλεις: η Μινώα, η Αιγιάλη και η Αρκεσίνη. Από τα κατάλοιπα των οικισμών και τα ευρήματα των ανασκαφών διαφαίνεται ο ανεπτυγμένος πολιτισμός της Αμοργού. Το 322 π.Χ. έλαβε χώρα ναυμαχία στην Αμοργό μεταξύ στρατηγών της Αθήνας και του Μεγάλου Αλεξάνδρου από τη Μακεδονία. Τότε οι κάτοικοι της Αμοργού έγιναν γνωστοί για τους κόκκινους χιτώνες που κατασκεύαζαν από διαφανές ύφασμα, το οποίο ονομαζόταν αμόργιο ή αμοργίνα ή αμοργίδες.

Στην ομώνυμη κωμωδία του Αριστοφάνη, η Λυσιστράτη παροτρύνει τις γυναίκες να το φορούν για να προκαλούν ερωτική έλξη στους άνδρες. Κατά τη ρωμαϊκή περίοδο η Αμοργός υπήρξε τόπος εξορίας. Στα βυζαντινά χρόνια εντάχθηκε στο Θέμα των Νήσων με πρωτεύουσα τη Ρόδο.

Το 1207 υπήρξε το πρώτο νησί που κατακτήθηκε από τους Φράγκους. Τη διοίκηση της Αμοργού ανέλαβε ο Ιερεμίας Γκίζι, και στη συνέχεια ο Μάρκος Σανούδος. Τα επόμενα χρόνια το νησί υπέστη πολλές καταστροφές και λεηλασίες από πειρατές και κατακτητές, που ταλαιπώρησαν τον τόπο. Η εξουσία του νησιού άλλαξε πολλές φορές, με την οικογένεια Γκίζι να πρωταγωνιστεί σε κάθε εξέγερση.

Το 1537 ο Οθωμανός ναύαρχος Μπαρμπαρόσα κατέλαβε το νησί. Κατά την περίοδο της Οθωμανικής κυριαρχίας πολλοί κάτοικοι εγκατέλειψαν την Αμοργό και μετανάστευσαν στην Κρήτη. Η Αμοργός συμμετείχε στην Επανάσταση του 1821 και εντάχθηκε στο υπόλοιπο ελληνικό κράτος το 1832.