Tampereen kaupunkiseudun (Tampere, Kangasala, Lempäälä, Nokia, Orivesi, Pirkkala, Vesilahti ja Ylöjärvi) maaperään verrattuna Oriveden kunnassa (alue ennen 1.1.2007), varsinkin sen länsiosassa, on kalliomaata tavanomaista enemmän. Pari vastasivun drumliinia ovat alueen erikoisuus, mutta muita moreenimuodostumia ei juurikaan ole. Kunnassa on harjuja (jäätikköjokien kerrostamia sora- ja/tai hiekkamuodostumia) tavanomaisesti, mutta Hirsilän laaja, tasainen delta on Tampereen kaupunkiseudulla ainutlaatuinen ja se mahdollistaa kunnalle liikkumavaraa maa-aineksen oton, pohjaveden ja maisemallisten arvojen suhteen. Tosin on huomioitava, että Hirsilän deltasta suuri osa on sekä maa-aineksen että pohjaveden tehokkaan hyödyntämisen kannalta liian hienorakeista. Erityisen laaja-alaisia ovat myös deltan etumaastoon, Oriveden taajaman ympäristöön kerrostuneet hiesukerrostumat. Koko Tampereen kaupunkiseudun maaperään nähden Oriveden erityispiirteitä ovat myös Hirsilän deltan pinnalla olevat isot muinaisuomat, lentohiekkakinokset eli dyynit sekä mutkittelevat (meanderoivat) puro- ja jokinuomat (esim. Kooninjoki deltan kaakkoisessa etumaastossa). Jäätikköjokikerrostumien koosta johtuen myös rantakerrostumat (muinaisten meren- ja järvenrantojen hiedat, hiekat ja sorat) ovat laajoja. Oriveden kunnan itäosassa erottuu osa-alueita, joissa joko kalliomaiden ja moreenin hallitsemat ylävät tai hienorakeisten sedimenttien hallitsemat alavat seudut muodostavat omia osa-alueitaan. Eloperäisiä maalajeja (sara- ja rahkaturve sekä lieju) on keskimääräisesti.
Kun mannerjäätikkö peitti Oriveden aluetta, sen jää virtasi uurrehavaintojen mukaan luoteesta kaakkoon (suunnasta 320° – 330°). Virtaavan jään irrottama, kuluttama ja kuljettama kiviaines kerrostui jäätikön pohjalla moreenikerrokseksi. Laajimmat yhtenäiset moreenialueet ovat kunnan kaakkoisosassa. Kaakossa on muutama virtaviivainen vastasivun drumliini, esim. Sinivuori. Moreenin pintaosaan on jään sulamisen loppuvaiheessa rikastunut kiviä ja lohkareita yleisesti. Laaksoissa ja muissa painanteissa moreeni on peittynyt laajoilla aloilla sitä nuorempien, hienorakeisten ja eloperäisten maalajien alle. Mannerjäätikön sulamisvaiheessa jäätikön pohjalla virtasi vuolaita sulamisvesijokia, joissa moreeni peseytyi, kivet pyöristyivät ja maa-aines lajittui ja kerrostui sora- ja hiekkamuodostumiksi, harjuiksi ja reunamuodostumiksi.
Oriveden kunnan alue vapautui mannerjäätiköstä noin 11 000 vuotta sitten, mutta jäi siinä vaiheessa vielä muinaisen Itämerivaiheen, Yoldiameren, peittämäksi. Kunnan länsi- ja varsinkin pohjoisosassa oli kuitenkin korkeampaa maastoa, jossa alueita tai yksittäisten mäkien lakia jäi yksinäisinä saarina vedenpinnan yläpuolelle. Nykyisin tämä nk. ylimmän rannan taso on kunnan luoteisosissa kohonnut jo noin 160 m:n korkeudelle merenpinnasta. Kaakkoispuoliskossa nk. supra-akvaattisia mäkiä on vähän, mutta kunnan kaakkoisimmassa kolkassa sijaitsevalla Sinivuorella ylin ranta on noin 155 m. Sulamisvesien mannerjäätiköltä kuljettama liete kerrostui syvässä vedessä moreenin päälle hienorakeisten maalajien kerrostumiksi, jotka Oriveden alueella ovat pääasiassa hiesua.
Kun maa-alueet alkoivat nousta vedestä, ne joutuivat alttiiksi rantavoimien työlle. Varsinkin korkeimmat, ensimmäisinä vedestä nousseet maa-alueet huuhtoutuivat voimakkaasti pinnastaan. Loivapiirteistenkin mäkien moreenikerrostumat kuluivat ja kallioita paljastui. Tämän vuoksi moreenin pintaosa on enemmän tai vähemmän huuhtoutunutta. Mäkien ylemmillä tasoilla pintakivisyys ja –lohkareisuus on tullut selvemmin esiin kun taas alemmilla tasoilla suojaisissa paikoissa moreenia voi peittää ohut vaihtelevan paksuinen hiekkainen tai hietainen rantakerrostuma.
Maankohoamisen vuoksi veden syvyys pieneni, joten aikaisemmin kerrostuneet hienorakeisten maalajien alueetkin joutuivat vähitellen aaltoliikkeen ja virtausten kuluttaville voimille alttiiksi. Matalammilta alueilta kerrostumat osaksi kuluivat, ja ainesta kulkeutui syvemmille vesialueille lisäten painanteissa olevien kerrostumien paksuutta. Sitä mukaa, kun maa nousi merestä, alkoivat maaston alavien osien kosteikot soistua. Nykyinen maankohoaminen Oriveden seudulla on noin 5 mm vuodessa.
Suuren Längelmäveden kehitysvaiheet ovat antaneet omanlaisensa leiman rannoille lähinnä kuluttamiensa rantatörmien muodossa. Jääkauden jälkeisen, epätasaisen maannousun aiheuttaman Muinais-Längelmäveden - Vesijärven eteläpään pinnan nousu, tulviminen ja ryöstäytyminen yli äyräidensä vuonna 1604 laski lopulta järvien pintaa 3 metrillä. Toinen, noin 2 metrin vedenpinnan lasku tapahtui kun vastarakennetun Kaivannon kanavan tukipaalut pettivät vuonna 1830 ja Längelmäveden vedet hulahtivat Roineeseen niin, että niiden pinnat ovat nykyisin samalla tasolla. Nämä vesivaiheet jättivät jälkeensä järvien rannoille syöpyneitä törmiä. Koska rantojen hienorakeiset kerrostumat monin paikoin ovat ohuita, rantaviivalle paljastui kapeita rannansuuntaisia moreenimaita (harjualueella hiekkaa) lohkareineen sekä pieniä avokallioita. Rantamerkkejä on paljon esimerkiksi Koivuniemen – Lietsaaren ja Hirtolan ympäristössä.
Kalliomaana kuvatuilla alueilla kallion päällä voi olla 0 - 1 metrin paksuinen moreenikerros. Oriveden kallioperän pinnanmuodot ovat pienipiirteisiä. Kallioalueita on tavanomaista runsaammin, varsinkin kunnan länsipuoliskossa. Yleisesti ottaen kallionpinta on siellä maaperän peittämissä mäissäkin (harjuja, reunamuodostumia ja moreenimuodostumia lukuun ottamatta) vain parin metrin syvyydellä. Kallioperän rakenne on suurelta osin määritellyt jäätiköitymisen jälkeisen pohjakuvioinnin, jolle maaperä on kerrostunut. Kallioperän rakenne ei kuitenkaan selitä kaikkea suuntautuneisuutta. Maanmittauslaitoksen laserkeilausaineistosta tehtyjen maanpintamallinnusten mukaan maaperälläkin on pieni osuus mäkien suuntautuneisuuden syntyyn esimerkiksi Uiherlan ja Sinivuoren länsipuolisella alueella.
Moreeni on Oriveden yleisin maalaji. Se verhoaa kallioperää ohuena kerroksena myös muiden, myöhemmin kerrostuneiden, maalajien alla. Moreenin paksuus on yleisimmin 1 - 4 m. Myös kalliomaana kuvatuilla alueilla on paikoin moreenia, mutta siellä sen paksuus on määritelmänsä mukaan 0 - 1 m. Pohjamoreeni on ainekseltaan kivistä hiekkamoreenia, jonka savesprosentti on yleensä 1 - 5 %. Veden koskemattoman alueen moreenit sisältävät jonkin verran enemmän hienoainesta kuin veden peitossa olleiden alueiden moreenit. Moreenin pinta on muinaisissa rantavaiheissa huuhtoutunutta ja noin puolen metrin syvyyteen asti routimisen möyhentämää. Lohkareisin pintakerros ulottuu pinnasta yleensä 0,5 – 1 metrin syvyyteen. Moreenialueiden pintalohkareisuus on keskimääräistä suurempi Oriveden taajaman länsipuolella, paikoin se vaihettuu jopa lohkareikoksi. Joissakin painanteissa routa on nostellut ja rikastanut lohkareita pienialaisiksi nk. routalouhikoiksi. Kunnan kaakkoisosassa on muutama virtaviivainen vastasivun drumliini, esim. laaja-alainen Sinivuori ja Uiherlan Syrjänmäki.
Oriveden kunnan keskitse, pohjoisesta etelään kulkee keskikokoinen haju. Se tulee Hyytiälän suunnasta Vatiharju – Konilamminkankaalle, jonka jälkeen se on hautautunut Hirsilän hietavaltaisen deltan alle. Harju jatkuu katkeilevana Oriveden taajaman kautta Oriveden asemalle ja Koivuniemeen. Toinen, katkeileva harju on kunnan itäosassa. Se kulkee Pitkäjärveltä Eräjärven kautta Hietalahteen.
Sisä-Suomen reunamuodostuma on kaksiosainen, jonka luoteista (Siikakankaan sandurdelta Ruoveden puolella) ja kaakkoista osaa erottaa toisistaan korkea kalliomaa-alue. Hirsilän deltan aines on karkeaa hietaa, jonka paksuus on 10 - 20 m. Sen distaaliosan pinnalla on muinaisia jäätikön sulamisvesien syövyttämiä leveitä ja 1 – 2 km pitkiä uomia, esimerkiksi Hirsilässä Haisevankankaan Haisevanoja. Uomien pohjat ovat useimmiten soistuneet.
Syntytapansa vuoksi rantakerrostumien alla saattaa esiintyä hienorakeisia maalajeja, varsinkin notkopaikoissa ja mäkien alarinteillä. Oriveden kunnan alueella rantakerrostumia on yleensä vähän, lukuun ottamatta harjujen liepeitä Oriveden kirkonkylässä, asemanseudulla sekä Koivuniemen – Suomaseman alueella. Pieniä erillisiä rantakerrostuman peittämiä painanteita ei aina ole voitu kuvata kartalle. Ne on tällöin yhdistetty ympäröiviin moreenikuvioihin. Moreenista syntyneitä pienialaisia rantakerrostumia on usein ylimmän rannan tuntumassa.
Oriveden erikoisuus Tampereen kaupunkiseudun piirissä on tuulikerrostumat. Laaja-alaisimpia tuulikerrostumia on Hirsilän deltan Haisevansuon ympäristössä, Haisevankankaalla sekä siitä muutama kilometri pohjoisempana, Yröskulmalla. Deltan tasaisen pinnan kohotessa vedenpinnan yläpuolelle tuuli kasasi ainesta dyyneiksi. Hirsilän deltan dyynien esiintyminen ei ole yllätys sillä jo deltan lähtöaines (karkeahietavaltainen) on tuulikerrostumien synnylle edullinen. Tuuli on lajitellut ainesta edelleen, jolloin tuloksena on hyvin lajittunut karkea hieta tai hieno hiekka. Dyynit ovat tavallisesti 300 – 500 m pitkiä, 4 – 6 m korkeita ja 10 – 20 m leveitä kaarevia tai polveilevia harjanteita.
Oriveden kunnan alavat maastokohdat ovat laajalti hienorakeisten maalajien peitossa. Ne ovat raekoostumukseltaan suurimmaksi osaksi savea. Savikoita on kunnan kaakkoisosassa Vihasjärven ja Uiherlan alueella. Rajalahdessa ohut hiesukerros peittää savea. Laajimpia hiesualueita on Hirto-, Päi-, ja Vehkalahdelta Orivesi – Pehulan kautta Onnistaipaleelle ja aina Rooninkulmalle asti. Pienempiä on Aakkojärven ympäristössä ja Pitkäjärvellä. Alueen savien savespitoisuus on yleensä 40 - 55 %. Hirsilän deltan etumaastossa Höllön kohdalla on hienoa hietaa ohuelti hiesun päällä sekä pienialaisesti Enojärven luoteispään rannoilla. Hienorakeisten maalajien kerrospaksuus kasvaa yleensä moreeni- ja kalliomaiden rinteiltä notkoihin päin mentäessä. Hienorakeisten maalajien alueille tehtyjen kairausten perusteella kerrostumien paksuus on yleensä 1 – 5 m, mutta notkopaikoissa 10 – 15, jopa 20 m. Hiesu- ja savikoiden pinnan muodostaa yleensä 0,5 - 2,0 m paksu kuivahko kerros, nk. kuivakuori. Kuivakuori on yleensä sitä lujempi ja paksumpi mitä korkeammalla esiintymä sijaitsee ympäristöönsä (ja vallitsevaan pohjavedenpintaan) nähden. Pelloilla näkee loivapiirteisiä harjanteita ja kumpuja, joiden jollakin syrjällä törröttää siirtolohkare tai paistaa pieni avokallio. Näin arvioiden Oriveden kunnan alueella on huomattavan paljon 1 – 3 m:n paksuisia hiesu- tai savikerrostumia. Hiesut ja savet ovat yleensä lustorakenteisia.
Paras esimerkki meanderoivasta eli mutkittelevasta jokiuomasta on Oriveden Kooninjoki Nihuantaustan – Kooninkulman alueella. Haikarajoki – Yrösjoki sen latvaosissa ja Taipaleenjoki alajuoksulla ovat myös voimakkaasti meanderoivia.
Orivesi kuuluu suoyhdistymätyypiltään viettokeitaiden vyöhykkeeseen. Suot ovat syntyneet moreeni- ja kalliomaaston painanteisiin, purojen varsille ja järvien rannoille. Ne ovat usein pienialaisia ja kapeita juotteja. Rämeet ja korvet ovat yleisimpiä suotyyppejä. Moreeni- ja kallioalueen notkelmissa suot ovat pääsääntöisesti rahkaturvetta. Eniten ja laajimpia soita on pohjoisosassa. Laajan Siikanevan eteläosa ulottuu Oriveden puolelle. Toinen suuri suo on sen eteläpuolinen Männistönneva. Konilamminkankaan kahta puolin ovat Hanhisuo (lännessä) ja Lakkasuo (idässä). Niiden eteläosa on rahka- (St) ja pohjoisosa saraturvetta (Ct). Lähellä on myös ohutturpeinen Piimäsuo (St). Kaakkoisosan suurimmat suot ovat Vihossuo (St), Paimennuskorpi (Ct) ja Lakeissuo (Ct, jossa St-keskuksia). Soita on ojitettu metsänkasvatusta varten, mutta aikoinaan raivattu myös laajalti pelloiksi siellä missä se on ollut mahdollista. Ct-suot sijaitsevat yleensä hiesu- ja saviseuduilla. Liejua tapaa varmimmin kuivattujen ja/tai umpeenkasvavien vesistöjen alueella. Sitä on mm, Kortelahden perukassa ja Uiherlanjoen varrella. Hienorakeisten maalajien peltoalueilla olevia pienialaisia saraturve- ja liejualueita on Rajalahden ympäristössä, Yliskylässä, Nihuantaustalla, Päilahdella ja Leppähampaalla
Oriveden pohjavesialueet sijoittuvat pääasiassa samalle pohjois-eteläsuuntaiselle katkeilevalle harjujaksolle, joka kulkee Oriveden keskustasta Vatiharjulle. Näistä Yröskangas - Vatiharjun pohjavesialue sijaitsee Yröskankaan, Konilamminkankaan ja Vatiharjun alueilla. Muodostuman aines on hiekkaa ja soraa. Lajittuneiden ainesten kerrokset ulottuvat paikoin jopa 30 m:n syvyyteen. Alueen eteläosassa, Yrösjoen ottamon läheisyydessä on laajoja vanhoja soranottoalueita, joilta maa-ainesta on otettu lähelle pohjaveden pintaa. Näiden eteläpuolinen osa harjujaksoa koostuu hienorakeisista lajittuneista aineksista eikä näin ollen sovellu pohjaveden ottoon.
Oriveden keskustan pohjavesialue sijaitsee pohjois-eteläsuuntaisella harjulla. Alue on taajama-aluetta ja sillä on pohjaveden kannalta useita riskiä aiheuttavia toimintoja. Rimminkankaan pohjavesialue sijaitsee alavalla, kallioiden välisellä muodostumalla. Sen soveltuvuutta vedenottoon ei ole tutkittu. Karhunotkon pohjavesialue Hirsilän luoteispuolella on Rimminkankaan tapaan alavalla alueella. Se liittyy laajaan Hirsilän deltamuodostumaan. Karhunotkon alueella maa-aines on hiekkaa ja hietaa. Hirtolahden pohjavesialue, harju, koostuu hiekka- ja soramuodostumista, jotka ovat ilmeisesti toisiinsa yhteydessä aluetta peittävien hienojakoisten maalajien alla.
Kunnan maaperä on suureksi osaksi moreeni- ja kallioaluetta. Mäkien väliset laaksot ja notkelmat ovat moreenin, saven ja turpeen peittämiä. Näin ollen suurin osa alueesta on vedenläpäisevyydeltään huonosti vedenhankintaan soveltuvien maalajien peitossa. Näille alueille tehtyjen kaivojen antoisuus riittää yleensä vain yksittäistalouksien käyttöön.