Der Ellerbach entspringt außerhalb des Paderborner Stadtgebietes im südlichen Eggegebirge, südlich von Schwaney. Er durchquert die Ortschaften Schwaney, Dahl und Borchen, bevor er in die Altenau mündet. Der knapp 30 km lange Ellerbach verläuft nur auf rund einem Drittel seiner Lauflänge im Paderborner Stadtgebiet.

Er durchfließt den Naturraum Borchener Platten, der stark durch die im Untergrund vorkommenden Kalkgesteine geprägt ist. Das Wasser spült im Karstgestein teils große Hohlräume aus, sodass das Fließgewässer im Untergrund verschwindet und oberflächlich oftmals nur noch Restwasserpfützen und grobe Kalkschotter zurückbleiben. Das auf der Paderborner Hochfläche versickerte Wasser, wie das des Ellerbachs, tritt in den Paderquellen wieder zu Tage.

Das Naturschutzgebiet "Ellerbachtal" das das gleichnamige Gewässer zwischen Dahl und dem Haxtergrund durchfließt, ist vor allem aufgrund der trockenen Hänge mit typischen Landschaftselementen wie Magergrünland und Kalk-Halbtockenrasen wertvoll. Viele Tag- und Nachtfalterarten sind an diese Lebensräume angepasst, wie z.B. das Espersetten-Widderchen, der Schachbrett-Falter oder der Nierenfleck.