De Leuvenumse Beek is genoemd naar het landgoed Leuvenum waar de beek doorheen stroomt. Ten zuiden daarvan, tussen het landgoed en het Uddelermeer, wordt de beek de Staverdense Beek genoemd. Ten noorden van het landgoed heet hij de Hierdense Beek.

De beek ontspringt uit het Uddelermeer en stroomt dwars over de Veluwe naar het noorden door de gemeente Ermelo. De natuurlijke loop van de beek houdt in het Leuvenumse Bos op. De beek vervolgt zijn loop als de gegraven Hierdense Beek, die bij Hierden (gem. Harderwijk) in het Veluwemeer uitmondt.

De natuurlijke beek stroomt ten oosten van de weg Harderwijk - Apeldoorn (de N302), tussen het Uddelermeer en Leuvenum. De beek is goed bereikbaar bij het Uddelermeer, bij kasteel Staverden, en vanaf de Oude Zwolseweg die door het Leuvenumse Bos loopt. Een aantal uitgezette wandelingen van Natuurmonumenten en Geldersch Landschap lopen gedeeltelijk langs de beek.

De Leuvenumse Beek, ook wel de Staverdense Beek genoemd, is een van de mooiste en schoonste beken van Nederland. De beek kan over de hoge zandgronden van de Veluwe stromen dankzij een kleilaag in de ondergrond die is afgezet tijdens de voorlaatste ijstijd.

De beek is een van de laatste natuurlijk kronkelende beken in Nederland. Het is eigenlijk niet één beek, maar eerder een moerassig gebied met een stelsel van stromen en stroompjes die voor een deel kronkelen en voor een deel gekanaliseerd zijn. De beek is een van de weinige laaglandbeken van ons land. Dit houdt in dat zij wordt gevoed door oppervlaktewater en grondwater. Het regenwater en grondwater verzamelen zich in een stelsel van greppels en kleine beekjes, die uitmonden in de hoofdbeek. Bij langdurige regenval treedt de beek buiten zijn oevers. Er is niet echt sprake van een bron waar het water uit de grond borrelt, maar meer van een natuurlijk afwatering van een natte vallei met stagnerend grondwater, wat wil zeggen dat het water niet in de ondergrond weg kan zakken omdat er een slechtdoorlaatbare laag zit. De beek wordt gekenmerkt door langzaam stromend water en een meanderende (slingerende) loop die daarmee samenhangt. Het slingeren van de beek heeft tot gevolg dat in de buitenbochten de oevers steil door het water zijn uitgeschuurd. Door het heldere water en de steile oevers is het voor de ijsvogel een ideale plek om te broeden.

De beek begint als de Staverdense Beek (of Oude Beek) aan de zuidpunt van het Uddelermeer, loopt even naar het zuiden en maakt dan een bocht van 180 graden om daarna verder naar het noorden te stromen. Van het Uddelermeer stroomt de beek eerst naar kasteel Staverden en daarna over het landgoed Leuvenum verder naar het noorden. De beek loopt door bos en heeft een kronkelend beekdal met grasland (beekbegeleidend schraalgrasland). 's Winters zie je in het beekdal naast gras wat biezen en riet, maar 's zomers verandert het in een kleurrijke bloemenwei. Het bos is vochtig en rijk aan varens. Omdat het bos vroeger te nat was voor de eiken en beuken die men er wilde aanplanten, heeft men het bos ontwaterd. De greppels die men toen gegraven heeft, zijn er nog steeds te zien. Ten noorden van Leuvenum, bij hotel Het Roode Koper, verdwijnt de natuurlijke loop van de beek en daarmee tevens de beekdalvlakte. Het verdere verloop van de beek is namelijk gegraven.

De Leuvenumse Beek of Staverdense Beek dankt zijn bestaan aan een smeltwaterklei uit de voorlaatste ijstijd. Deze smeltwaterklei in de ondergrond, ook wel leem genoemd, heeft gezorgd dat het grondwater in dit deel veel hoger is dan elders op de Veluwe. Er is sprake van een zogenaamde schijngrondwaterstand omdat de kleilaag het water vasthoudt. Het regenwater, samen met het grondwater dat uit de hogere delen van de Veluwe stroomt, blijft op de kleilaag staan en kan maar heel langzaam de grond in zakken. Hierdoor is de grondwaterstand vijf tot tien meter hoger dan in de directe omgeving.

De klei komt op geringe diepte voor in een natte vallei die loopt van het Uddelermeer via Staverden en Leuvenum naar Het Roode Koper (in het Leuvenumse Bos ter hoogte van Ermelo) en is bedekt door zand afkomstig van de omliggende stuwwallen. De vallei loopt ten noorden daarvan nog door naar Hierden, maar daar ontbreekt de kleilaag en is het grondwaterpeil aanzienlijk lager. Ook het gebied ten zuiden van het Uddelermeer is nog nat en vertoont enkele kleinere meertjes. Topografische namen zoals Uddelsche Veen, Oudedijk, Veenkamp en De Bieze geven aan dat het gebied boven de kleilaag nat en moerassig is. De Leemput verwijst naar de kleilaag zelf. De klei werd daar gewonnen voor het maken van bakstenen en het verharden van wegen.

In de voorlaatste ijstijd (het Saalien) bereikte het landijs uit het noorden Nederland. Enorm grote en zware ijstongen stroomden traag naar het zuiden en duwden daarbij het zand opzij, waardoor er stuwwallen ontstonden. Toen de ijstongen smolten en zich weer naar het noorden terugtrokken, vormden er zich meren. De smeltwaterklei in de ondergrond in het gebied rond Staverden en Leuvenum is oorspronkelijk afgezet in een meer dat zich bevond tussen een landijstong in het noorden en de stuwwallen van de Veluwe in het zuiden. In het de oosten werd het meer begrensd door de hoofdstuwwal van de Veluwe (die ruwweg van Zwolle naar Arnhem loopt) en in het westen door een stuwwal bij Ermelo-Garderen. Je kunt het meer dus eigenlijk beschouwen als een door ijs afgedamd stuwmeer. Omdat het meer was gevuld met het smeltwater van het landijs wordt het een smeltwatermeer genoemd, en wordt de klei die er in is afgezet een smeltwaterklei genoemd.

Uit boringen van de Rijks Geologische Dienst blijkt dat het meer tot wel zo'n 60 m diep moet zijn geweest. In een van de boringen trof men namelijk meerafzettingen tot op een diepte van 10 m onder zeeniveau aan, terwijl de hoogste meerafzettingen 50 m boven zeeniveau liggen. Het meer is grotendeels opgevuld met zand dat van de instabiele helling van de stuwwallen is afgegleden. In deze zanden zijn grote blokken spoelzandwaaier gevonden van wel 10 m lang en 2 m dik. Deze spoelzandwaaiers zijn afgezet aan de voet van de stuwwallen, langs de rand van het meer, door de krachtige smeltwaterstromen die langs de hellingen van de stuwwallen naar beneden kwamen. Blokken ervan moeten in bevroren toestand naar beneden zijn gegleden. In het diepere deel van het meer, verder van de rand af, bevat de meeropvulling een dik pakket van dunne zand- en kleilaagjes. Dit pakket vertegenwoordigt de eerder genoemde 'smeltwaterkleilaag' die in de vallei van de Leuvenumse Beek leidt tot een verhoogde grondwaterstand.

- Rieks van der Straaten (eerder gepubliceerd in Grondboor & Hamer)