Водопад образовался на речке Ельчёвка, вытекающей из Ельчёвского пруда-отстойника. Речка выбегает из водохранилища, примерно сотню метров бежит по камням и образует в конце небольшой, но достаточно красивый водопад.
Общая длина этой речки около 12 километров. В 1 километре к северу от водопада речка впадает в Волчихинское водохранилище, которое порой называют «Свердловским морем». Оно создано на , является основным источником питьевого водоснабжения Екатеринбурга. Берег в этом месте заболочен, тут образовалось Ельчёвское болото.
Ельчёвский пруд был построен в 1952 году по проекту НИИ «Унипромедь». В 1972 году проводилась реконструкция водоема. Водохранилище предназначено для очистки от механических примесей, отстоя и осаждения гидратов нейтрализованных кислых шахтных вод, поступающих из закрытого Дегтярского рудника. Таким образом, этот пруд-отстойник защищает питьевое Волчихинское водохранилище от загрязнения. Площадь водоема 2,5 км2, объем более 9 млн.м3.
На дне пруда-отстойника накопились значительные отложения ила. Существует проект по его переработке. В донных отложениях содержится цинк, медь и другие металлы. На обогатительной фабрике из ила можно получить медный, цинковый и другие концентраты.
Плотина водохранилища нерегулируемая. Здесь создана дамба, а водосток приподнят за счет смещения русла речки. Благодаря этому и возник Ельчёвский водопад. Особенно эффектно водопад выглядит во время весеннего паводка.
