La natura dei terreni dell’isola è molto varia e complessa; sono presenti rocce magmatiche, metamorfiche e sedimentarie. Le rocce magmatiche sono graniti, più esattamente da granodioriti, porfidi e porfidi granitici, provenienti tutti da un unico magma e da rocce verdi di tipo ofiolitico, come serpentini, gabbri e diabasi. Queste rocce magmatiche si presentano sia a grana grossa, con grandi cristalli, che a grana minuta e mediana. Le rocce metamorfiche sono contraddistinte da scisti quarzosi, gneissici e marmi.

Quelle sedimentarie sono composte prevalentemente da calcari di vario genere, arenarie e argille. Le rocce più compatte e resistenti, come i graniti, i porfidi, i diabasi, le serpentine e i diaspri hanno conservato maggiore resistenza ai fattori erosivi e costituiscono i più alti rilievi elbani: il monte Capanne, scolpito nel granito e alto 1019 metri, i due poggi Tambone e San
Martino di porfido; il monte Orello di serpentina, mentre di diaspro i monti più svettanti della parte orientale, fra i quali si ricorda il Volterraio. Queste rocce resistenti hanno influito anche alla morfologia costiera, dando forma a promontori, sporgenze e penisole di varia grandezza, come Capo Stella (Lacona), Fetovaia e Portoferraio, in rocce verdi; Capo Bianco e l’Enfola in porfido. Di rocce tenere sono composte quelle zone che oggi corrispondono alle depressioni, alle vallate e alle pianure più ampie.

La morfologia delle coste è incisa da numerose insenature, dovute all’abrasione e all’erosione del mare di maestro, sui litorali settentrionali e del mare di libeccio e di scirocco su quelli meridionali e orientali.

Si può considerare l’Elba divisa in tre parti geologicamente distinte: l’occidentale, la mediana e l’orientale, separate da due grandi depressioni che corrispondono alle profonde strozzature del golfo di Portoferraio-golfo Stella e quello di Campo-Procchio.

La parte occidentale è essenzialmente composta da una grande cupola granitica e ha forma compatta: il gruppo montagnoso del Capanne, formato da diverse creste rocciose dalle pareti ripide e aspre, come le ‘Filicaie’ (908 m), il Giove (886 m), la ‘Tabella’ (885 m). In quest’area dell’isola, nei brevi piani che interrompono la ripida corsa verso il mare, furono edificati gli antichi paesi di Marciana e Poggio, guardando verso settentrione, mentre, dalla parte meridionale, sugli antichi ripiani dovuti all’erosione marina, attorno ai duecento metri di altitudine, nacquero San Piero (227 m) e Sant’Ilario (207 m).

La regione mediana o centrale, in massima parte composta di rocce eruttive porfiriche (porfido quarzifero ed eurite), con una altezza media di poco più di 100 metri, è la parte orograficamente più varia e complessa, comprendendo in così breve spazio massicci montuosi o collinari, tratti di pianura e soprattutto una costa molto frastagliata.

La parte orientale, caratterizzata da rocce sedimentarie ed eruttive ofiolitiche, dove si trovano tutti i giacimenti ferriferi, è ripartita in due settori: regione di Nord-est e regione di Sud-est. La punta di Nordest si protende verso il promontorio di Piombino ed è tutta montagnosa e compatta, mostrando all’osservatore un’imponenza aspra e grandiosa. La catena di rilievi è segnata dalle cime principali del Monte Castello (395 m), Cima del Monte (516 m), Monte Serra (422 m) e Monte Grosso (347 m), in questo versante l’Elba è solcata da diverse valli, fra cui Rio Albano, Rio Marina e Ortano; in quest’area, conosciutissima fin dai tempi più remoti, si trovano gli antichi giacimenti della ‘vena del ferro’ di Rio.
Va inoltre ricordata la vetta del Volterraio (394 m) dalla forma aguzza e dai fianchi ripidissimi, sede naturale di una antica fortezza pisana, ma dal toponimo di origine etrusca. Le coste della regione di Sud-est sono alte, rocciose e scoscese; sono interrotte da piccole cale, alcune delle quali sottostanti la zona mineraria. I due promontori rocciosi più imponenti sono la Punta della Calamita e la Punta dei Ripalti, che rappresentano le estremità meridionali dell’isola. In quest’area sono notabili alcune grotte, i cui una notevolmente ampia, presso la Cala dell’Innamorata, e due singolari scogli, chiamati per la loro conformazione, i Gemini.

Le due regioni, formanti una vasta forbice geografica, sono congiunte da un ampio e piatto ‘corridoio’, fra il golfo Stella e quello di Porto Azzurro, che anticamente formava il porto della romana Capoliveri, prima che l’innalzamento del fondo riducesse progressivamente il canale e più recenti bonifiche hanno restituito all’agricoltura quelle terre. Almeno un saggio di scavo meriterebbe di essere svolto per capire l’antica conformazione.

Mappa Catastale anteriore al Catasto lorenese del 1841- 42, Comunità del Riese e zone minerarie