Στη γεωλογική εικόνα της Λαυρεωτικής εναλλάσσονται εφαπτόμενα στρώματα μάρμαρου και σχιστόλιθου. Στις «επαφές» τους βρισκόταν το μετάλλευμα. Η διάνοιξη των στοών γινόταν με το σφυρί (τύκος) και το βελόνι (ξοϊς) ή καλέμι και το δαιδαλώδες τους δίκτυο έφτανε σε βάθος 120 μέτρων. Από τα φρεάτια εξαερισμού ανέβαζαν και το μετάλλευμα που μεταφερόταν μέσα σε κοφίνια ή σάκους συνήθως από παιδιά. Στην πρώτη διαλογή γύρω από τα ορυχεία έμεναν οι «εκβολάδες», κομμάτια με χαμηλή περιεκτικότητα σε μόλυβδο. Αφού έσπαζαν το μετάλλευμα, σε τριβεία από τραχίτη άρχιζε η λειοτρίβηση που έφερνε το μετάλλευμα σε μέγεθος κόκκου. Στη συνέχεια το μετέφεραν στα πλυντήρια για να γίνει ο εμπλουτισμός του. Μεγάλες δεξαμενές εξασφάλιζαν το απαραίτητο νερό. Η στεγανότητα των κονιαμάτων που χρησιμοποιήθηκαν στις δεξαμενές, η λειτουργία των πλυντηρίων, βασισμένη στη γνώση των κανόνων της υδροδυναμικής, και η επεξεργασία του μεταλλεύματος αποτελούν αξεπέραστα θεωρητικά επιτεύγματα. Μετά τα πλυντήρια, το μετάλλευμα μεταφερόταν στις κυλινδροειδείς καμίνους που λειτουργούσαν με χειροκίνητα φυσερά. Η εξαγωγή του άργυρου από τον αργυρούχο μόλυβδο γινόταν με ιδιαίτερη επεξεργασία, την κυπέλλευση. Από το οξείδιο του μολύβδου, τον λιθάργυρο, κατασκευάζονταν σωλήνες, σύνδεσμοι κ.λπ. Ο μόλυβδος, στερεοποιημένος σε κεραμικά καλούπια (τις «χελώνες»), διοχετευόταν στο εμπόριο. Ο άργυρος πουλιόταν κατευθείαν στο κράτος και χρησιμοποιήθηκε για τα νομίσματα των Αθηνών και άλλων πόλεων. Στην εποχή της ακμής τους τα μεταλλεία απασχολούσαν 12.000 δούλους. Στα τέλη του 2ου αιώνα π.Χ. οι συχνές εξεγέρσεις τους συνέβαλαν στο κλείσιμο των μεταλλείων. Στο «βιομηχανικό χωριό» του Θορικού, όπου πλυντήριο μετάλλων και στοά βρέθηκαν κοντά στο αρχαίο θέατρο, πρέπει να κατοικούσαν ελεύθεροι εργάτες.