Tjelmeland har siden 1997 vært professor ved Institutt for arkeologi, historie religionsvitenskap og teologi (AHR) på Universitetet i Tromsø. Han var instituttleder ved AHR i en periode fra 2005 til 2009 og fakultetstyremedlem mellom 2013 og 2017 for fakultet for humaniora, samfunnsvitenskap og lærerutdanning.