H Λίμνη Βουλισμένη (ή απλώς 'Λίμνη' για τους Αγιονικολιώτες) είναι μια μικρή λιμνοθάλασσα στο κέντρο της πόλης. Έχει κυκλικό σχήμα, διάμετρο 137 μέτρα και βάθος 64 μέτρα. Ενώνεται με τη θάλασσα με ένα στενό κανάλι.

Ένα μικρό πάρκο με πεύκα πάνω από τη Λίμνη προσφέρει μια πανοραμική θέα της πόλης, κι ένα μικρό πετρόχτιστο μονοπάτι που ξεκινάει από αυτό ελίσσεται ανάμεσα σε αλμυρίκια και καταλήγει στη Νότια πλευρά της Λίμνης, εκεί όπου δένουν μικρά σκάφη αλιείας. Στο μικρό θεατράκι της Λίμνης ντόπιοι και επισκέπτες της πόλης απολαμβάνουν ενδιαφέρουσες καλλιτεχνικές εκδηλώσεις.

Πολλοί μύθοι υπάρχουν για τη Λίμνη, οι αρχαιότεροι από τους οποίους θέλουν τις θεές Αθηνά και Άρτεμη να λούζονται σε αυτή.

Επίσης με τη λίμνη συνδέονται πολλοί αστικοί μύθοι, όπως ότι δεν υπάρχει πυθμένας, και ότι η Λίμνη συνδέεται με το ηφαίστειο της Σαντορίνης. Ο τελευταίος μύθος στηρίζεται στο ότι κατά την τελευταία έκρηξη του ηφαιστείου, τα νερά της Λίμνης φούσκωσαν και πλημμύρισαν τις γύρω από αυτήν αποθήκες. Στον πυθμένα της λίμνης υπάρχει πολεμικό υλικό που εγκαταλείφθηκε από τους Γερμανούς στρατιώτες προτού αποχωρήσουν στο τέλος του Δεύτερου Παγκόσμιου Πολέμου.