虹吸屋顶雨水系统原理是利用屋顶和排水出户管之间的高差形成的水头，依靠特殊雨水斗的设计，实现气水分离，配合虹吸专用计算软件，对排水管不同位置的管径、压力、流速、流量进行设计、分配和控制，从而使雨水在立管中处于满流状态，当立管中的水达到一定的容量时，虹吸作用就产生了。雨季期间，由于连续的虹吸效应，整个系统可以很快地将屋顶上的雨水排出。

屋顶雨水排水系统一般由虹吸式雨水斗、无斜坡悬挂管、竖管、雨水排泄管等组成。

产生虹吸屋面雨水排放的先决条件是：必须有雨水斗具有良好的气、水分离装置。雨强时，雨水斗不掺入空气，降雨时，利用雨水斗与出户管之间的高差，通过屋面内排水系统排出室外排水管。该工艺中，排水管处于满管压力流状态，屋面雨水通过虹吸作用排出。所以，这种结构被称为虹吸屋顶雨水排放系统。

虹吸雨水排水管道压力与水流状态是连续变化的。

降雨开始时，雨量一般较小，在悬吊管内为自由液面波浪流。部分情况下，由于降雨的影响，初期不能形成虹吸作用，为以重力流为主的流态。随雨量增加，管内逐渐出现脉动流、拔拉流，然后出现满管泡状流和满管汽水混合流，直至出现单向水态。

降雨结束时，雨水斗淹没泄流的斗前水位降至某一特定值（根据不同的雨水斗产品设计不同），雨水斗逐渐开始掺入空气，排水管中的虹吸作用被破坏，排水系统由虹吸流状态变为重力流状态。

在整个运行过程中，悬吊管的压力和水流状态随着降水的增加或减少而不断变化。与悬吊管相似，立管内的流动状态也会从附壁流逐步过渡到泡泡流、气水浮化流，在虹吸形成时，流动状态将趋于单向。通过控制管径和管高差，可以控制雨水在管内的流动状态，使系统大部分时间都能在满管吸水的情况下工作。使满管流在管内形成一定的负压，斗前水受管内外两种压差的作用，使管内流量增大，大大提高了雨水系统的排水量。虹吸式排水系统就是这样运行的。与传统的雨水系统相比，虹吸雨水系统管径小，排量大，立管少，对建筑立面和空间影响小。

我国对道路雨水收集利用的研究尚处于起步阶段，缺乏一套完善的收集利用系统，应借鉴国外的先进经验，并结合我国道路的特殊要求，对不同城市、不同地区、不同路面形式、不同季节、不同降雨类型的道路雨水收集利用进行系统研究，以形成一个科学、合理的收集体系。