Según cuentan, Artemisa es hija de Zeus y de Leto (hija de Titanides), así como hermana gemela de Apolo, dios de las profecías. En el momento de su nacimiento, al nacer ella primera, ayudó a su hermano a venir al mundo.
Tanto ella como su hermano, eran muy hábiles en la caza y tan grande fue su destreza, que ambos liquidaron a un Dragón que iba a atacarlos. Cuando los hijos de Níobe insultaron a su madre, ellos los liquidaron quedando como una gran hazaña para ellos. Apolo acabó con los seis varones mientras que Artemisa se encargó de las seis doncellas. El gigante Ticio que acosaba a Leto e intentó abusar de ella, ambos le dieron caza y lo liquidaron.
Artemisa siempre se mantuvo joven y virgen, por la cual ante muchas doncellas, fue un emblema. Fue siempre independiente y su más favorito hobby era la caza. La diosa siempre llevaba su arco tanto para cazar ciervos, como para perseguir a sus víctimas. Algunos la consideraban como una diosa recta, intolerable y vengativa en extremo.
Entre sus triunfos mayores se destaca el combate que tuvo contra los Gigantes de los cuales, estaba Gratión que fue abatido por sus flechas. También venció a los monstruos Alóadas; en Arcadia a Búfago (devorador de bueyes); a Orión el cazador gigante quien provocó cólera a la diosa por retarla a lanzar el disco (En oras versiones, Orión intentó robar a una de las compañeras de la diosa, como otra decía que intentó abusar de Artemisa).
Otro relato nos dice que Calisto (una bellísima ninfa) fue una víctima importante, ya que por orden de Hera, tuvo que erradicarla por haberse dejado seducir por Zeus. En otra historia Agamenón se comparó con la propia diosa por cazar a un ciervo; en respuesta Artemisa inmovilizó su flota y exigió el sacrificio de Ifigenia (hija de este) pero a última instancia fue salvada siendo trasladada a Táuride.
Artemisa se ha identificado a la diosa de la luna, en cambio su hermano Apolo era la personificación del Sol. No todos los cultos hacia Artemisa son celenes (lunares) ya que en el panteón helénico era clasificada como la diosa de las bestias, que incluían sacrificios humanos, similar al caso de Táuride. La diosa, era protectora de las Amazonas que eran grandes cazadoras y guerreras como ella libres del yugo masculino. El culto a la diosa se expandió por muchas regiones montañosas de Grecia como Arcadia, así como en territorio espartano, el monte Taigeto, Élide, Laconia, entre otras. Su templo más grande estaba en Éfeso.