Fyrstu heimildir um byggð á Þeistareykjum og Mælifelli eru í eignaskrám (máldagi) Múlakirkju og benda til að búið hafi verið á Þeistareykjum á 14. og 15. öld.

Mælifell var býli undir samnefndu felli austan undir Lambafjöllum á miðöldum en þar lagðist byggð af um aldamótin 1500. Þar var síðan sel frá Reykjum í Reykjahverfi. Merki um býlið og selið; tóftir og garðar, sjást enn í nágrenni Mælifells.

Á Þeistareykjum virðist hafa verið nokkuð samfelld byggð á 16. og 17. öld. Á 18. öld var búið þar með hléum og fór jörðin í eyði 1873. Þeistareykjagrundir voru nytjaðar fram til ársins 1955. Jörðin hefur verið nýtt sem afréttur Aðaldæla- og Reykdælahrepps frá 1914 og í dag eru um 5.000 fjár á Þeistareykjum yfir sumartímann.

Alls eru skráðir 58 minjastaðir í Þeistareykja- landi. Talið er að útkirkja hafi verið á Þeista-reykjum á 14. og 15. öld en ekki er vitað hvar kirkjan stóð. Svæðið er talið með merkari minjasvæðum á landinu.

Á Þeistareykjum er mjög virkt og samfellt gufuhverasvæði. Hverir eru norðan í Bæjarfjalli, ná til austurs upp í Bóndhól og Ketilfjall og til vesturs og suðurs með fram Bæjarfjalli. Mest er um leir- og brennisteinshveri. Jarðhitasvæðið á Þeistareykjum er á náttúruminjaskrá.

Stóravítisdyngjan (Þeistareykjabunga) er ein stærsta dyngja landsins og hefur verið metin um 20–50 km3 að stærð. Upptök hennar eru Stóravíti og Langavíti og afmarkast hraun bungunnar af Gæsafjöllum í suðri, í vestri við Lambafjöll, að norðan í Kelduhverfi og austan í Ásheiði og við Hrútajöll. Flatarmál hraunsins er um 525 km2.

Þeistareykjahraun rann úr gígnum Stórahver og er að mestu helluhraun um 28 km2 að stærð. Meðalþykkt þess er varla minni en 40 m og rúmmálið um 1 km3. Helstu einkenni hraunsins eru svokallaðar bungur, löng og bugðótt keðja af hraunbólum norður frá gígnum. Þeistareykjahraun er yngst hrauna á svæðinu eða um 2.400 ára gamalt. Eldri hraun eru flest frá lokum ísaldar fyrir um 10.000 til 14.000 árum.

Púðurgerð hófst í Evrópu á 14. öld en púður og skotvopn breyttu öllum hernaði Evrópumanna.

Brennisteinn er mikilvægt hráefni í byssu- púður. Hansakaupmenn, Hollendingar og Englendingar sóttu brennistein til Íslands framan af en árið 1560 tók Danakonungur sér einkarétt á sölunni frá Íslandi. Á þeim tíma höfðu Danir átt í langvinnum ófriði við nágrannaríki sín og má því ætla að brennisteinn frá Íslandi hafi verið ein af undirstöðum danska stórveldisins.

Heimildir eru um brennisteinsútflutning frá Íslandi á 13. öld en ummerki hafa fundist um brennisteinshreinsun á Gásum í Eyjafirði. Brennisteinn var síðar einnig unninn í Krýsu- vík á Reykjanesskaga en meginvinnslan var í Þingeyjarsýslum.

Þeistareykjanámur voru næst útflutnings- höfninni á Húsavík en gjöfulli námur voru í Mývatnssveit; Hlíðarnámur við Námafjall, Fremrinámur austan Bláfjalls og Kröflunámur. Heimildir benda til að yfirleitt hafi verið gengið illa um námurnar og meira skemmt en numið vegna slæmra vinnubragða.

Brennisteinninn var unninn að einhverju leyti á Húsavík á 17. 18. og 19. öld en þar stóðu enn „brennisteinshús“ árið 1870. Húsavík hefur því verið iðnaðarbær og útflutningshöfn um langan tíma.

Verslun með brennistein var ábatasöm. Arður af einum skipsfarmi brennisteins til Danmerkur gat numið hálfum milljarði króna að núvirði. Miðað við það fengu þingeyskir bændur smáaura fyrir að ná í brennisteininn úr námunum og flytja til Húsavíkur.

Þegar frá leið urðu brennisteinsnámur á Sikiley hagkvæmari en frumstæð námuvinnsla á háhitasvæðum Íslands. Brennisteinsnám á Þeistareykjum lagðist að mestu af undir lok 19. aldar en gerðar voru tilraunir til útflutnings á óunnum brennisteini um miðja 20. öldina sem stóðu stutt og eru það síðustu heimildir um brennisteinsnám á svæðinu.