雨水收集利用是指将雨水中的大分子（如钙镁离子）及一些矿物质水解成小分子水和小分子团水（或称自由水）的过程。其过程中的每个分子能自由活动并能从水中自然蒸发；水分子中大部分都是溶解性的，通过化学方法进行溶解。水中大部分溶解性的水分子是自由水，所以用它来灌溉植物，或者作为污水的去污剂都是可行的；但用来冷却的水资源含有很多不能溶于水的矿物质，比如钙镁离子等。因此，一般情况下雨水收集利用不需要采取特别的措施来回收利用雨水——即把污水中水通过管道或设施收集并利用于受污染的水体或场地中，以达到净化水质并调节水平衡目的。因此它是一种可再生能源和资源循环利用的新型技术。

　　一、渗滤液净化

　　渗滤液具有浓度高、水量大、pH值低与污染物种类多等特点，对微生物的毒性较大，它会导致各种生化反应的难于进行，是一种“剧毒”废水。目前，我国的渗滤液主要有以下几种处理工艺：蒸馏法、二级预深度处理或超滤法。随着经济水平的提高，人们对饮用水水质污染越来越严重，对饮水要求也越来越高。蒸馏法在欧洲被广泛应用到城市污水处理中；采用反渗透方式将废水（如硫酸根离子、盐酸根离子及氨硫酸根离子等）去除率可达95%以上；反渗透膜在日本得到广泛应用；经过人工造水工艺生产出来的低浓度雨水也能满足生活用水要求。而蒸馏法仅在日本得到应用，但未达到国际标准要求。近年来，我国学者已经将蒸发法则应用于低浓度雨水的净化、回用以及废水再生工作中。

　　二、雨水净化回收

　　通过收集、处理雨水使其达到回用标准，或与其他水源相混合利用。在城市或工业场所，雨水一般可作为冲厕用水、工业用水，或者用于道路冲洗水等方面；在农村也可用于灌溉和农村生活用水等方面。与普通废水不同，雨水是通过净化技术去除水中悬浮物、细菌、病毒、重金属及放射性物质等有害物质的。由于雨水可直接收集使用或者直接排入自然水体中，因此不会造成环境污染或水体污染，故无需采取特别的措施来回收雨水、利用雨水作灌溉用水、污水处理等用途；但如果是排放至自然水体的雨水就需要采取相应措施进行处理以达到回用标准。根据不同情况如净化要求及实际情况有不同选择：对废水进行处理或排放至自然水体或者地下水中所需采用的是物理方法（如过滤、蒸发结晶、沉淀等）或化学方法（如沉淀、氧化还原以及沉淀+过滤);还有一种是生物技术方法（生物絮凝、微生物吸附和微生物过滤等）。

　　三、蓄水

　　采用蓄存雨水的方法，即将雨水蓄存在地下，不能用来灌溉。在雨水贮存量不大的情况下可以采用蓄满雨滴法，也就是在地面上形成一块蓄水设施，把雨水储藏起来。对于屋顶上设有溢流口的屋面，可以采用屋顶蓄水和屋顶渗渗系统相结合的方法。对于屋顶蓄存雨水时应避免雨水沿屋顶直接渗漏至地表水体中。通过雨水时，首先将雨水储藏起来，然后通过径流控制系统进行调节和控制降雨总量，达到削减雨水径流总量的目的。这样能够降低雨水径流污染，有利于河流径流的下泄和流域水体水量的净化。

　　四、其他措施

　　在我国的很多城市，由于城市用地紧张，部分地块的雨水收集系统已不能满足需要，或将这种系统用于景观设计。如北京市中心城区中将新建部分绿地、草坪改为雨水花园或收集池。在北京城市规划和建设过程中，由于大量地采用绿地下渗、蓄水池、渗坑和地下管网系统等措施进行雨水收集和利用，使得雨污水混合水收集和利用达到了较高等级的要求。但由于雨水收集的成本较高以及对地面绿化干扰较大等原因，目前还未得到广泛使用。我国目前主要是通过修建雨水收集利用设施来收集雨水，也有一些城市在道路两侧设置雨水口，然后把雨水收集后回用于市政道路绿化。我国在收集利用的雨水中还有部分用作工业和生活用水。