重力排水系统的主要工作原理是利用屋面雨水本身的重力作用将雨水斗收集的雨水经排水管道自流排放。在重力流排水系统中横管采用非满管重力流理论，充满度控制在0.8左右。系统中立管排水采用水膜重力流理论，充水率不宜大于0.35。排水管道内被空气占去一部分有效空间，水流状态呈气液二相流，尤其是排水立管中心空气气流占绝对优势，大大减少了管道排水的有效断面，增加了管道的直径。由于重力流排水系统依靠雨水的本身重力作用进行排水，故排水系统是否能迅速将雨水排除依赖于排水横管的坡度设计。
      重力流系统排水管道之多和排水坡降之大将严重影响建筑室内有效净空高度，影响使用功能，并且造成室外雨水井数量过多。