雨水水质控制是现代城市雨水利用不可忽视的问题。影响雨水质量的原因主要有这么几个方面：
一是由于大气的污染，直接由降水带来的污染物。城市的大气污染日趋严重，致使雨水水质下降，不少城市出现酸雨。从部分城市降雨水质分析结果看，天然雨水中含有的污染成分为SS、COD、硫化物，氮氧化物等，但浓度相对较低。
其次是屋面材料的影响和在非降雨期屋面上积累的大气沉降物。路面雨水径流水质和影响因素相对其他方面的污染要复杂的多。路面材料、汽车排泄物，生活垃圾、裸露或植被地带冲出的泥沙等等，其成分复杂，随机性很大。主要污染成分有COD、SS、油类、表面活性剂、重金属及其它无机盐类。COD、SS均可能高达数千毫克/升。 为了有效控制雨水的水质，我们就必须采取一些措施，如；路面雨水截污装置、初期雨水弃流装置等等。为了控制路面带来的树叶、垃圾、油类和悬浮固体等污染物，可以在雨水口和雨水井设置截污挂篮和专用编织袋等，或设计专门的浮渣隔离、沉淀截污井。
也可设计绿地缓冲带来截留净化路面径流污染物，但必须考虑对地下水的潜在威胁，限用于污染较轻的径流，如生活小区、公园的路面雨水。设计特殊装置分离污染较重的初期径流，保护后续渗透设施和收集利用系统的正常运行。
除了上述源头控制措施外，还可以在径流的输送途中或终端采用雨水滞留沉淀、过滤、吸附、稳定塘及人工湿地等处理技术。需要注意雨水的水质特性，如颗粒分布与沉淀性能、水质与流量的变化、污染物种类和含量等。我国对城市雨水水质特性和相应的处理技术的研究尚处于初级阶段，没有相应的技术规范和要求。随着城市雨水利用技术的推广和城市非点源污染控制的开展，雨水的净化处理也将受到越来越多的重视。
