Религия играла огромную роль в жизни античных народов, связывавших свои дела и надежды с чтимыми ими божествами. Херсонесцы благоговели пред всеми, как сказано в их присяге, «богами и богинями олимпийскими», но особенно чтили Деву (Парфенос), отождествляемую ими с Артемидой. Храм Девы с ее статуей в центра города - главная их святыня. В честь богини устраивались торжественные праздники - Парфении, ей посвящали статуи, ее часто изображали на монетах. Дева в башенной короне мыслилась защитницей города, его оборонительных стен. Почитали божеств, покровительствовавших земледелию: Деметру, Кору-Персефону, Кибелу, Диониса (в честь которого устраивались праздники - Дионисии, сопровождавшиеся театральными представлениями). Поклонялись Зевсу и Гере, Афине и Нике, Аполлону, Афродите, Гермесу, Гелиосу, Асклепию, Диоскурам. Было у херсонесцев еще одно любимое божество - Херсонас, в нем видели олицетворение гражданской общины Херсонеса. Особая роль в пантеоне принадлежала Гераклу, считавшемуся родоначальником всех дорийцев. Его изображений дошло особенно много, в том числе на монетах города. Богам посвящали храмы, и изображали в камне, металле, глине.