Geologiskt sätt har Mälarlandskapen tre framträdande drag
- Berggrunden består i de flesta fall av urberg. Det ger upphov till förhållandevis sura jordarter och begränsade uppodlingsbetingelser.
- Den pågående landhöjningen med efterföljande strandförskjutning som beror på att området varit täckt av inlandsis. Nästan hela avrinningsområdet var nedpressat under havsvattennivån och enbart en del av bergstrakterna i västra delen ligger över högsta kustlinjen, alltså den nivå som havet vid nuvarande Östersjön nådde upp till strax efter inlandsisens avsmältning för ca 10 000 år sedan.
- Mälardalens nät av rullstensåsar är större än något annat i Sverige under högsta kustlinjen. Några av dem är hela 25 mil långa.
Bortsett från bergslagsområdena saknar Mälarens avrinningsområde dramatiska drag i topografin. Orsaken är att urberget har eroderats ner till en ganska jämn yta med få höjder högre än 20-30 meter. På vissa platser förekommer dock förkastningsbranter med höjdskillnader på upp mot 40 meter. En välkänd förkastning är den som skiljer Gamla Stan från Södermalm i Stockholm.
Förkastning är när en bergsyta rör sig i förhållande till en annan bergsyta. De kan röra sig mot varandra, från varandra eller i sidled och ger på så vis uppkomst till olika formationer i landskapet.
Förkastning är när en bergsyta rör sig i förhållande till en annan bergsyta. De kan röra sig mot varandra, från varandra eller i sidled och ger på så vis uppkomst till olika formationer i landskapet.
Vissa högre liggande områden avviker från de uppodlade delarna av landskapet genom att de har hög andel skog och få bebyggelser. Sådana områden hittas i bergslagsdelarna av Närke och Västmanland men också i skogsområdena i norra Uppland. Även lågt liggande mark kan vara glest befolkad, som norra Uppland där berggrunden är mycket flack och landskapet lätt blir sumpigt.
Det är i huvudsak de glaciala formelementen som ger landskapet sin karaktär. I landskapet syns omväxlande rullstensåsar, små moränhöjder och slättområden i ett mosaikartat mönster som bildats när inlandsisen smälte. Där finns också vissa urbergsformationer, framför allt i Mälaren och i Stockholms skärgård, där endast dessa högst liggande partier sticker upp från vattenytan.
I Mälarens avrinningsområde är jordbruket i stor utsträckning inriktat på spannmål och med jämförelsevis lågt inslag av djurhållning. Det innebär en omfattande jordbearbetning, gödsling och användning av bekämpningsmedel i områden närmast Mälaren jämfört med områden längre upp i avrinningsområdet. Jordbruksmarken består till stor del av leror och från dessa eroderar lerpartiklar och fosfor bundet i partiklar. Kväveläckaget från marken är i stället begränsat. Det saknas fortfarande kunskap om hur de många faktorer som påverkar fosforns dynamik i mark och vatten samverkar eller motverkar varandra. Det innebär att det fortfarande finns brister i kunskapen om vilka åtgärder som krävs för att minska markläckaget av fosfor.
Fält med spannmål (Holm 2011)