Il a été découvert caché dans une valise portée par deux compatriotes qui avaient embarqué sur un ferry à destination d'Athènes.
L'homme, âgé de 24 ans, a été arrêté, ainsi que ses deux compatriotes, une femme de 40 ans et un homme de 23 ans.
Ces derniers voyageaient légalement vers Athènes mais ont tenté de faire passer leur compatriote illégalement.
4.000 migrants et réfugiés sont dans des camps à Lesbos depuis plusieurs mois en attendant d'obtenir l'asile en Grèce ou d'être renvoyés en Turquie, selon l'accord passé entre Ankara et l'Union européenne (UE).
Lesbos est l'une de cinq îles de la mer Egée visée par cet accord signé en mars 2016 et ayant comme objectif de stopper le flux migratoire de la Turquie en Europe via la Grèce.
Selon les autorités grecques, 7.616 réfugiés sont piégés sur les îles grecques depuis la signature de cet accord.
Les contrôles de la police portuaire ont été intensifiés ces derniers mois face à la volonté des réfugiés d'embarquer pour Athènes.
Ils sont souvent dissimulés dans des camions ou même dans des citernes ou des tonneaux, selon la télévision publique Ert.
Le sort des migrants sur les îles reste un casse-tête pour le gouvernement qui souhaite en transférer certains dans des camps en Grèce continentale, ce que l'UE ne permet pas pour le moment.
La question des réfugiés est au centre des discussions vendredi à Athènes entre le Premier ministre français Bernard Cazeneuve et son homologue grec Alexis Tsipras.