雨水徑流（Stormwater runoff）是指降雨、冰雪融水等在重力作用下沿地表或地下流動的水流。都市逕流（Urban runoff）是都市化造成雨水的地表逕流，這種逕流是世界城市化地區水污染的主要來源。綠屋頂主要透過減緩雨水徑流的速度，舒緩城市排水系統壓力。

污染的來源是因為在暴風雨和其他強降水過程中，這些水會快速經由瀝青、水泥、混凝土等建造的不透水表面或房屋排水（汙染物包括但不限於汽油、機油、重金屬、垃圾、化肥、農藥等）流入下水道，地表水的自然滲透就減少了，但水流量和流速卻增加了。這種徑流會導致地下水位的降低（因為地下水的補給減少了）和洪水（因為留在地表的水量短時間增加了）。

事實上，如果大小相同，一個典型城市的不透水覆蓋層阻止地表水滲入地下的能力是一個典型林地的五倍。徑流最顯著的危害就是台灣剛發生不久的八二三水患就是短時間暴雨超過城市排水設計以及其他各種地區因素所造成。有效控制城市逕流需要從減少雨水的的流速和流量，以及減少污染物的排放兩方面著手。

台灣的氣候特性為降雨量不均，河川短而急促，加上都市化的發展，對於都市排水的壓力頗大。從歷次新聞報導中可知，臺灣幾乎所有的水患，都來自於暴雨超過都市預設的排水能量，導致低漥地區淹水、道路路基沖毀等災害。強降雨對都市帶來的問題顯而易見。

台灣的水泥使用量是全球首屈一指，城市的平均透水率為10-20%，機關學校也僅有20-30％。與此同時，日本札幌市的透水率，住宅區有47%、商業區有34%、市中心也有22%。相較之下，台灣的城市就像包著一層塑膠布，城市無法呼吸、水分無法滲透到地下，使得雨水徑流量變大、速度變快，使人工排水系統癱瘓。根據成大林憲德教授之前的調查：臺北市已開發區的透水地表面積，只有16％。高水泥化而不透水的城市，雨水多無法被植物或是土壤所吸收或滯留，容易造成都市雨洪問題。

氣候變化導致整個地球的降雨強度不斷增加，都市設計的污水系統難以處理大量雨水，限於預算與時間，也不可能全面性一再提高防洪排水設計標準。

綠屋頂有減少地表逕流的作用，在都市永續發展應被視為如排水系統般的必要性基礎建設。日本測試綠屋頂系統只要有30公分厚的介質即可讓水滯留15~30分鐘，因此可減少水資源的浪費與淹水之災害。寶銳的綠屋頂工法減少介質的使用，但進一步透過儲水槽保留雨水。綠屋頂介質保留雨水，並與植物一起通過蒸發和蒸騰（蒸發蒸騰），將一部分水返回大氣。

• 從屋頂排出的雨水被延遲，並減少了體積。
• 從綠屋頂流出的雨水比傳統屋頂的徑流更清潔。
• 保留、延遲徑流，減輕對排水基礎設施和下水道的壓力。
• 分散式雨水減排帶來的成本節約減少了擴建或翻新相關基礎設施的需求。