Die Pader entspringt im Herzen Paderborns in zwei großen Quellnischen aus über 200 Quellen. Aus ihnen strömen durchschnittlich ca. 5000 l Wasser pro Sekunde in mehreren Quellarmen dem gemeinsamen Abfluß zu.
Die Entstehung dieser Quellen findet ihre Erklärung in den besonderen geologischen Verhältnissen in der Westfälischen Bucht.
Sie ist eine große Mulde mit mehreren übereinanderliegenden, jedoch unterschiedlich wasserdurchlässigen Gesteinsschichten, die zum Muldenrand hin ansteigen. Über wasserundurchlässigem Gestein liegen wasserführende Kalksteinschichten, die nach oben hin durch den wasserstauenden Emscher-Mergel wie durch einen Deckel abgeschlossen werden. Wo - wie im Bereich der Paderborner Hochfläche südlich von Paderborn - die wasserdurchlässigen Gesteinsschichten an die Oberfläche treten, versickern die auftreffenden Niederschläge und die vorhandenen Bäche in den zahlreichen Klüften und Fugen dieses Gesteins.
Mehrere große Kluftsysteme der Hochfläche sind auf Paderborn ausgerichtet, so dass große Wassermassen herausfließen.
Die Klüfte und Hohlräume im tieferen Bereich der wasserdurchlässigen Schichten sind aber bereits mit Wasser gefüllt, so dass zusätzlich eindringendes Wasser nur an der Kalk-Mergel-Grenze den undurchlässigen Deckel in sogenanten "Überlauf- oder Barrierequellen" überwinden kann.
Diese Situation ist in Paderborn an der Geländekante zur Innenstadt gegeben - wie auch in anderen Orten entlang dieser Trennlinie, von Bad Lippspringe bis nach Essen.
Übertrifft der Wassernachschub die höchstmögliche Schüttung der an der Schichtgrenze liegenden Quellen, drückt das Wasser kurzzeitig auch aus höherliegenden Kluftöffnungen, den sogenanten Quickspringen.
Die unterirdische Fließgeschwindigkeit des Wassers in Richtung Paderborn ist mit 200-400 Meter pro Stunde sehr hoch: Je nach Einsickerungen kann es bereits nach 2-4 Tagen in den Paderquellen wieder zutage treten. Dabei ist eine ausreichende Wasserreinigung nicht möglich, abgeschwemmter Boden der Paderborner Hochfläche mit all seinen Verunreinigungen und Düngestoffen gelangt bei starken Niederschlägen dann bis in die Quellteiche der Pader und führt zu deren Trübung.

Bis gegen Ende des 12. Jahrhunderts lag die Stadt oberhalb der Paderquellen, erst danach umfassten die Stadtmauern auch das tieferliegende Quellgebiet der Pader. Die Erweiterung der städtischen Befestigungsanlagen war so großzügig angelegt, dass die Bevölkerung sich nicht gezwungen sah, in dem unmittelbaren, sumpfigen Quellbereich zu siedeln. Im unmittelbaren Quellbereich befand sich nur die Domdechanei, die heutige Stadtbibliothek, mit dem Geisselschen Garten. Zunehmende Bevölkerungszahlen führten im Laufe der Jahrhunderte jedoch auch zu einer allmählichen Besiedlung der unmittelbaren Quellbereiche. 

Die Industrie war ebenfalls vertreten: Zahlreiche Mühlen säumten die Ufer der Pader, um Getreide für das bekannte Paderborner Brot zu liefern. Außerdem nutzten verschiedene Brauereien das Wasser der Pader zur Bierherstellung. Bis zur fast völligen Zerstörung Paderborns durch die Bombenangriffe im Frühjahr 1945 war ein Großteil des westlichen Paderquellgebietes überbaut.

Im Zuge des Neuaufbaus der zerstörten Stadt nach dem Zweiten Weltkrieg wurde das Quellgebiet der Pader als Erholungsbereich im Herzen Paderborns angelegt und zusammen mit der Paderaue bis heute weitestgehend von einer Bebauung freigehalten. 2008 wurde das westliche Quellgebiet als Gartendenkmal ausgewiesen. 2017 bis 2019 wurde das mittlere Paderquellgebiet und die Maspernpader im Rahmen des Konzepts zur „Flusslandschaft Pader“ umgestaltet. Die Bereiche zwischen der Reinekemühle und der Paderhalle wurden gründlich neugestaltet, um so neue Lebensräume für Flora und Fauna zu schaffen und das Gebiet erlebbar zu machen.

Am 20. Mai 2022 traf das Schicksal Paderborn: Ein Tornado verwüstete auf einer Schneise von rund 300 Metern große Teile des westlichen und östlichen Paderquellgebietes. Jahrhundertealte Baumbestände wurden innerhalb von Minuten zerstört. Die Aufräumarbeiten sind soweit abgeschlossen, der Wiederaufbau wird allerdings noch einige Jahre dauern.

Neben dem ohnehin schon sehr attraktiven Bereich des Paderquellgebietes unterhalb von Dom und Abdinghof, welches als Gartendenkmal geschützt ist, konnte mit der Umgestaltung des Mittleren Paderquellgebietes 2017 bis 2019 ein weiterer großer Abschnitt entlang der Pader gestalterisch und ökologisch aufgewertet werden. In einem Zeitraum von vier Jahren wurde hier in vorbildlicher Weise eine hochwertige Auenlandschaft geschaffen, die nicht nur bei der Paderborner Bevölkerung gut ankommt. Bereits in der Planungsphase durfte sich die Stadt Paderborn über zwei außergewöhnliche Förderungen freuen: zum einen die Förderung zur ökologischen Aufwertung der Pader durch das Land NRW und zum anderen die Förderung im Bundesprogramm Nationale Projekte des Städtebaus. Aber auch darüber hinaus konnte dieses Projekt punkten und gewann drei sehr renommierte Preise von nationaler Bedeutung: Neben dem Bundespreis Stadtgrün 2020 war das ebenfalls 2020 die Auszeichnung vorbildlicher Bauten NRW und der Gewinn des Polis Awards.

Mit der „urbanen Wasserlandschaft Pader“ bewirbt sich unter dem Titel „Stadt.Mensch.Fluss“ die Stadt Paderborn in Kooperation mit der Universität Paderborn um das Europäische Kulturerbesiegel. Ein Ausgangspunkt dieses Kooperationsprojektes liegt nicht zuletzt im ungewöhnlich reichen Grund- und Quellwasserschatz, welcher die gut 1200-jährige Stadtgeschichte mit prägte. Deren heute oft unsichtbaren Relikte gilt es analog zum wertvollen Grundwasser wieder ans Tageslicht zu heben. Sei es die vielfältige Wasserkraftnutzung einst zahlreicher Stadtmühlen und Wasserkünste, sei es das ökologische Wechselspiel zwischen Kulturtechniken und den Kräften der Natur entlang des Fließgewässers: Paderborns jüngst renaturierter Stadtfluss hat in puncto Trinkwasserversorgung, Biodiversität, Seuchenprävention oder Hochwasserschutz selbst aus europäischer Perspektive durchaus Ungewöhnliches wie auch Überraschendes zu bieten. Der Entscheid über die Siegelvergabe erfolgt im Frühjahr 2025.

Die Namen der Pader-Quellarme sind unterschiedlichen Ursprungs und leiten sich aus ihrer Lage, ihren Eigenschaften sowie ihrer historischen Funktion ab. Zum Teil änderten sich die Bezeichnungen im Laufe der Jahrhunderte. Erst im Jahr 1967 traf die Stadt Paderborn eine offizielle Regelung: Danach heißen die Quellarme des westlichen Paderquellgebietes Warme Pader, Dammpader und Börne Pader, diejenigen des östlichen Quellgebietes Rothobornpader und Dielenpader. Die Maspernpader ist der Abfluß des mittleren Quellgebietes.

Warme Pader
Ihr Wasser hat eine höhere Temperatur (14-16°C) gegenüber den anderen Paderarmen (8-12°C). In Anlehnung an die hier ansässigen Fleischhauer und Fellgerber wurde sie in früheren Zeiten auch "Knakenhoggerpader" und "Velpader" genannt. Weil dieses Quellbecken von vielen Paderbornern zum Waschen und Spülen der Wäsche genutzt wurde, war auch der Name "Waschpader" gebräuchlich.

Dammpader
Der Name geht auf den künstlichen Damm zwischen diesem Paderarm und der Warmen Pader zurück. Bis etwa 1900 war der Name "Kolkpader" geläufiger, abgeleitet von einer Quellvertiefung, dem "blauen Kolk" im südwestllichen Teil des Quellbeckens. Dieser tiefe Quellkolk ist aber mittlerweile verfüllt worden.

Börnepader
Dieser Name bedeutet soviel wie "Tränkepader". Zu diesem flachen Quellbecken wurde in einer Zeit, da noch viele Ackerbürger in der Stadt wohnten, das Vieh zur Tränke getrieben. Hier wurde auch das Trinkwasser durch die Wasserkunst entnommen.

Rothobornpader
In dieses Quellbecken mündet unter anderem auch der Rothoborn, eine heute gefaßte Quelle unterhalb der Kaiserpfalz, die der Legende nach durch Segnung des Bischofs Rotho (1036-1051) Heilkraft erlangt haben soll. Eine sehr starke Quelle dieses Paderarms ist die im Quellkeller der Kaiserpfalz, weitere Quellen befinden sich in den Kellern der Häuser am Rothoborn und der Stadtbibliothek.

Dielenpader
Der Name leitet sich von den früheren Wegeverhältnissen in diesem Quellbereich ab: Vor dem Bau der heutigen Straße "Auf den Dielen" reichte der Paderarm bis fast an die Häuser heran. Der erforderliche Fahr- und Fußweg bestand lediglich aus einer Lage Dielen - Brettern und Bohlen - die auf in den Flußgrund eingerammten Pfählen ruhten.

Maspernpader
Der Name geht zurück auf eine bereits im Jahre 1036 erwähnte "villa Aspethera", eine offene Siedlung im "Espengehölz", die um 1200 in die sich ausdehnende Stadt einbezogen wurde. Daraus entwickelte sich "im Aspern", "Maspern".

Augenquelle
Eine kleine unscheinbare Quelle, die unter dem Gebäude der Stadtbibliothek hervorkommt, ständig relativ sauber ist und in ihrem Chemismus kaum Schwankungen zeigt. Ihr Wasser wurde früher gern zum "Augenwaschen" genutzt, wobei sich die Leute auf den im Wasser liegenden Trittstein stellten.