Overfladeafstrømning er ofte forurenet med bl.a. olie, tungmetaller og miljøfremmede stoffer, som stammer fra:
- Nedfald fra atmosfæren
- Lokal forurening fra aktiviteter (herunder trafik) på de befæstede arealer
- Tilførsel fra selve afløbssystemet (organisk biofilm, fint cementeret materiale, grus og sten)
Ved afledning af overfladevand bliver der skelnet mellem almindeligt tag- og overfladevand, og overfladevand, der indeholder andre stoffer, end hvad der sædvanligt tilføres regnvandet i forbindelse med afstrømning på veje, parkeringspladser m.v. eller som har en væsentlig anden sammensætning.
Der vil ofte forekomme en væsentlig større belastning af overfladevandet med forurenende stoffer fra virksomheder, der har udendørs vaskepladser, oplagspladser eller lignende uden overdækning (f.eks. skrotpladser, jern- og metalvirksomheder, asfaltfabrikker m.fl.). De oplagrede materialer samt aktiviteterne på disse pladser vil afgive forurenende stoffer, som ved nedbør vil blive ledt til kloak, recipient eller sive ned i jorden. Overfladevand fra disse virksomheder vil derfor normalt ikke blive betragtet som almindelig overfladeafstrømning.
I takt med, at spildevandsrensningen generelt er blevet udbygget og forbedret gennem det sidste årti, er belastningen fra de regnbetingede afledninger blevet mere synlig. Der er derfor fra myndighedernes side i de senere år kommet mere fokus på belastningen fra overfladeafstrømning.