Telemark kan geologisk sett deles i tre hoveddeler, Oslofeltets bergarter øst for Skien, omdannede kambrosiluriske sedimenter helt i nordvest på Hardangervidda og resten av Telemark tilhørende det sørøst-norske grunnfjellsområdet. Berggrunnen i den delen av Oslofeltet som stikker inn i Telemark, består av magmatiske bergarter fra perm i en 6–14 kilometer bred sone fra Brevik til Nordagutu, og vest for dette en cirka tre kilometer bred stripe med kambrosiluriske sedimentbergarter (kalk- og leirskifer).
Grunnfjellets bergarter i Telemark har et svært uensartet preg, og danner et landskap som er helt ulikt de flatere og lavere grunnfjellsområder lenger øst i landet. I nordøst, øst og nord for en linje gjennom Mårvatn, østbredden av Møsvatn og Totak, Seljordvatnet og nordenden av Norsjø, finnes den såkalte Telemarksuiten, hvis mest karakteristiske bergart er den svært harde kvartsitten. I dette området finnes de høyeste fjellene i Telemark (Gausta 1883 meter over havet, Lifjell og Blefjell). De øvrige deler av grunnfjellsområdet består hovedsakelig av gneiser og granitter og strekker seg nordvestover til en linje fra Holmavatnet over Kjelavatn øst for Haukeliseter til vestenden av Songavatnet. Vest for denne linjen finnes fyllitter, flere steder med overliggende, opprinnelig prekambriske bergarter som ble skjøvet frem under den kaledonske fjellkjedefoldningen. I dette området når Vassdalsegga på grensen til Rogaland 1658 meter over havet.
Den betydelige nivåforskjellen mellom fjellområdene i nordvest og de lavere skogsområdene i sørøst har sammenheng med den tertiære landhevning for cirka 50 millioner år siden da hele den skandinaviske landblokk ble hevet, mest i vest.
Flere steder i Telemark har det vært gruvedrift, for eksempel jernmalm på Langøy ved Kragerø og Søftestad i Nissedal og niobmalm på Søve ved Ulefoss.
Telemark mangler de lange, rettlinjede dalene som er karakteristiske for Østlandet ellers. Landskapet er kupert og uoversiktlig. Det meste av Telemark har avløp til Telemarks- eller Skiensvassdraget, hvis ulike grener samles i Norsjø. Herfra renner Farelva, nedenfor Hjellevatnet Skienselva, cirka 16 kilometer til Skiensfjorden. To av elvene som munner ut i Norsjø, kommer fra Hardangervidda. Den østligste har utspring like sør for Hårteigen i Ullensvang kommune, Vestland fylke. Her renner Kvenna østover til Møsvatn og Måna videre til Tinnsjø, der også Mår og Austbygdåi munner. Fra Tinnsjø renner Tinne videre til Heddalsvatnet, der Hjartdøla opptas. Herfra renner Sauarelva til Norsjø. Fra traktene sørøst for Belganuten på Hardangervidda, Ullensaker kommune, Vestland, renner den vestligste av Telemarksvassdragets kildeelver, Songa, mot sørøst gjennom Songavatnet til Totak. Herfra renner Tokke til Åmot i Vinje, der Vinjevassdraget opptas, og til Bandak som henger sammen med Kviteseidvatn og Flåvatn. Herfra renner Lundeelva, nedenfor vannet Nome kalt Eidselva, østover til Norsjø. Seljordselva kommer fra traktene sørvest for Gausta og renner gjennom Seljordsvatnet til Norsjø. Vassdraget er kanalisert slik at båter kan gå opp Vest-Telemarkvassdraget til Dalen ved Bandak (72 meter over havet) og Øst-Telemarkvassdraget til Notodden ved Heddalsvatnet (16 meter over havet).
De tre store sjøene i den sørvestligste delen av Telemark, Vråvatn, Nisser og Fyresvatn, har avløp til Nidelva, som munner ut ved Arendal. Helt i sørøst renner Siljanvassdraget til Farrisvatnet i Vestfold, og ved Kragerø munner Kragerøvassdraget med kilder øverst i Drangedal. Dette vassdraget danner den store innsjøen Toke (Øvre og Nedre).
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.