Utgangspunktet for industristaden Notodden var Tinne med tømmerfløyting og vasskraft. Det voks fram sagbruk og treforedling som gav grunnlag for den første byveksten. Vassdraget frå Skien til Heddalsvatnet blei kanalisert i 1861 og gav nye transportmoglegheiter. Tinfos Papirfabrik avløyste i 1894 Tinfos Træsliberi.
Notodden er blant dei største skogkommunane i fylket. I femårserioden 2018 til 2022 blei det i snitt avverka 89 000 kubikkmeter årleg; 58 prosent av dette var furu.
Neste trinn i industriutviklinga kom med Norsk Hydro, som i 1905 starta forsøk med salpeterproduksjon og utbygging av Svelgfoss kraftverk. Den første kommersielle fabrikken i verda for produksjon av syntetisk gjødsel blei sett i drift her i 1905. Produksjonen førte til stor aktivitet og tilflytting. Norsk Hydros etablering på Notodden og Rjukan er eit viktig døme på gjennombrotet for bruk av elektrisk kraft i industriproduksjon. Norsk Hydro, som var det viktigaste føretaket i kommunen, flytta den siste kjerneverksemda si ut av Notodden i 2001 og etablerte ein næringspark på det gamle industriområdet mellom Notodden sentrum og Heddalsvatnet.
Telemark fylkeskommune arbeidde fram forslag om å frede Hydroparken Notodden. Riksantikvaren gjorde vedtak om freding i september 2014, og sommaren 2015 blei Hydroparken oppført på UNESCOs verdsarvliste som ein del av Rjukan–Notodden industriarv.
Notodden har i dag variert industri med hovudvekt på verkstadindustri, plastindustri, metallindustri og næringsmiddelindustri.
Notodden er kommunen med fjerde størst vasskraftproduksjon i Telemark, og er ein viktig kraftkommune på landsbasis. Dei åtte vasskraftverka i kommunen produserer til saman 1123 gigawattimer i året (gjennomsnitt 1993-2020). Det største kraftverket er Svelgfoss (i drift fra 1958), som står for om lag halvparten av vasskraftproduksjonen. Andre store kraftverk er Tinfos I (1955) og Grønvollfoss (1933). Hydro Energi er hovudeigar av om lag halvparten av vasskraftproduksjonen i kommunen. Nest største eigar er Skagerak Kraft med om lag ein fjerdedel.
Heddal er ein av dei beste jordbruksbygdene i Telemark, medan Gransherad i nord er ei utprega skogsbygd.