Siinsete vete ema on Pandivere kõrgustik. Õhukese pinnakatte all lamavad karstunud lõhelised lubjakivid. Põhjavesi liigub maa-aluseid sooni mööda, päevavalgele tuleb ta seal, kus vettkandev kiht lõikab maapinda. Kõrgustiku lagi on 150 m üle mere pinna, allikad avanevad tema nõlval 60-80 meetri kõrgusel. Sügavalt maapõuest uhkav vesi on karge: +2o-+8oC. Looduskaitsealal on suuri allikaid üle 30, väiksemaid imballikad on raske kokku lugeda. Puhas allikavesivesi paistab läbi põhjani, olgu see või mitme meetri sügavusel. Sopa allika sügavuseks on mõõdetud 4,8 meetrit. See on Eesti sügavaim allikas, mille vooluhulk on aastaringselt ühtlane. Kaitsealal voolab 5 jõge ja 5 oja. Põltsamaa (Piibe) jõgi koos lisajõgedega moodustab ühtse keeruka vetesüsteemi järvedega, mida täiendab Räägu kanal. Teljena läbi kaitseala keskosa loogeldes koondab Põltsamaa väiksemate jõgede, ojade ja kraavide veed
Kaitseala idaosa rabad kuuluvad vanimate hulka Eestis. Suurimad on Linnusaare raba (1200 ha), Toodiksaare raba (1100 ha) ning piklik, jõgede vahele surutud Kanamatsi raba (690 ha). Kaitseala lääneosas väljuvad allikad suurim ja huvitavaim osa Pandivere 32 kõrgustikku ümbritsevas allikakees. Looduskaitsealal on suuri allikaid üle 30, väiksemaid imballikad on raske kokku lugeda. Võlingi laugeallikas ja Oostriku allikad kuuluvad Eesti veerohkeimate allikate hulka. Mitmed siinsed allikad kuuluvad Eesti veerikkaimate hulka ning annavad alguse selgeveelistele ojadele ja jõgedele. 5. Milliseid haruldasi taime- ja loomaliike seal elab? Looduskaitsealalt on teada üle 450 soontaime liigi. Samblikke on leitud 125 liigist. Erinevaid samblaid on 140, neist turbasamblaid 24, nii mõnigi Euroopas haruldane nende hulgas