生物滯留池由蓄水層、覆蓋層、種植層、隔離層、排水層以及其他進出水設(shè)施和植物等構(gòu)成?，F(xiàn)有的研究主要集中在污水處理廠處理污水中的氮、磷污染物的凈化機制及治理。在現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)上，利用生物截留技術(shù)凈化雨水徑流中的氮、磷是一個非常復(fù)雜的過程，包括填料吸附、微生物吸收、植物吸收養(yǎng)分。另外，還有一些研究表明，磷污染很容易與土壤中的鐵、鋁等陽離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而形成沉淀。降雨徑流中存在著各種形式的氮，而生物截留設(shè)施對氮氣的處理也比較復(fù)雜，而且受水質(zhì)、水力停留時間、季節(jié)變化、干濕交替等因素的影響。

因各個地區(qū)土壤類型的不同，所選填料組成及配比也會有差異。選擇填料時，應(yīng)綜合考慮填料的滲透系數(shù)及對污染物負荷的去除效果等。國外設(shè)計手冊最初選用高滲透率的天然土壤，認(rèn)為壤質(zhì)砂土、砂質(zhì)壤土、壤土是生物滯留系統(tǒng)的最佳土壤類型。而如今，推薦以具有優(yōu)良滲透性能良好的土壤為基質(zhì)，并以一定的有機質(zhì)作為改性劑的混合填料。

粒徑分布是填料重要的物理性質(zhì)，它直接或間接地影響著填料的其他物理性質(zhì)，包括比表面積、容重、孔徑分布以及透水性和蓄水性。填料粒徑的選擇對填料的水力傳導(dǎo)率、維護頻率和污染物去除能力有極大影響。增大粒徑通常會提高過濾介質(zhì)的水力傳導(dǎo)率 ,  可以確保處理更大量的雨水并降低堵塞的可能性。然而，這樣也會減少水力停留時間和比表面積，不利于污染物的去處。因此，在顆粒粒徑的選擇，對于生物滯留池的運行極為重要。

影響填料污染物去除性能的化學(xué)特性包括有機碳含量、疏水性、陽離子或陰離子交換容量、表面電荷以及能夠與特定污染物相互作用的化學(xué)官能團。這些化學(xué)特性對于溶解的污染物在介質(zhì)上的吸附、污染物隨時間推移的降解或轉(zhuǎn)化、以及基質(zhì)中污染物的淋洗都是至關(guān)重要的。

增加填料的有機碳含量通常會通過疏水相互作用增加污染物的去除。 該過程能加強水溶性污染物的去除，如多環(huán)芳烴 (PAH)。為了增加有機碳含量，可以向填料中添加幾種原料，包括松樹皮粉、泥炭、腐殖質(zhì)和覆蓋物粉等。