Die Leistungsfähigkeit von Regen- und Mischwasserkanälen ist je nach örtlicher Lage auf die schadlose Abführung von Regenereignissen mit Wiederkehrzeiten (oder Überstauhäufigkeiten) von einem bis zu zehn Jahren ausgelegt. Niederschlagsereignisse, die über diesen allgemein anerkannten Bemessungsansatz hinausgehen, sind daher mit öffentlichen Entwässerungsanlagen allein nicht zu beherrschen. Vielmehr ist damit zu rechnen, dass zusätzlich Abwasser aus der Kanalisation austreten und auf der Oberfläche abfließen kann, wenn die Kanalisation überlastet ist und es zu Rückstau in Kanälen kommt. Zur Reduzierung von Schäden bei solchen Ereignissen sind deswegen weitere Maßnahmen wie zum Beispiel die Ermittlung von Gefahrenbereichen und die Freihaltung von Notwasserwegen, nachhaltige Bauleitplanung und Flächennutzung, Eigenvorsorge (zum Beispiel Rückschlagsicherungen an Gebäuden, Versicherung) und eine umfassende öffentliche Risikokommunikation notwendig.

Beim Trennsystem werden Schmutz- und Regenwasser in getrennten Kanälen abgeführt. Das Schmutzwasser gelangt zur Kläranlage während das Regenwasser zum nächsten Gewässer oder zu einer Versickerungsanlage abgeleitet wird. Beim Mischsystem erfolgt eine gemeinsame Ableitung von Schmutz- und Regenwasser in einem Kanal zur Kläranlage. Der Anteil der Mischkanalisation beträgt in Bayern rund 2/3 der vorhandenen Kanäle. Bei starken Regenfällen werden in der Mischkanalisation große Wassermengen zur Kläranlage abgeleitet. Dies kann die Funktion der Kläranlage gefährden, da nur eine bestimmte Abwassermenge gereinigt werden kann. Größere Mischwassermengen werden daher in Regenbecken zwischengespeichert und mechanisch durch Absetzwirkung gereinigt. Nicht mehr aufnehmbares Mischwasser muss - stark verdünnt - in ein Gewässer entlastet werden. Sauberes Regenwasser sollte allerdings nur dann im öffentlichen Kanal abgeleitet werden, wenn eine Rückhaltung, Nutzung oder Versickerung auf den Grundstücken nicht möglich ist.

Üblicherweise weisen Abwasserkanäle ein Gefälle von 0,5 bis 2 % und eine Nennweite zwischen 200 mm (oder DN 250 nach den neueren technischen Regeln) und teilweise von mehreren Metern auf. Die Kanäle sind in der Regel als so genannte Freispiegelleitungen ausgeführt, so dass der Wasserstand im Rohr unter dem Rohrscheitel liegt. Die Kanäle sind nur in Ausnahmefällen komplett mit Abwässern gefüllt; etwa bei starken Regenereignissen bei Misch- oder Regenwasserkanalisation. In Sonderfällen, z. B. bei geringem Gefälle im Einzugsgebiet oder Transportleitungen, werden Unterdrucksysteme oder Druckleitungen verwendet. Ist das Rohrgefälle zu gering oder sind Steigungen zu überwinden, müssen zusätzliche Pumpenanlagen vorgesehen werden. Zwischen längeren Rohrabschnitten liegen Kontrollschächte. Die Leitungen haben im Vergleich zu Trinkwasserleitungen große Querschnitte. Hauptabwassersammler in Ballungsräumen können begeh- und teilweise sogar mit Booten befahrbar ausgeführt sein; so das Geest-Stammsiel bei den Hamburger Landungsbrücken. In manchen europäischen Ländern und Städten (z. B. Paris) wurden die begehbaren Kanäle auch zur Verlegung von Versorgungsleitungen (Wasser, Gas, Elektrizität) genutzt, was in Deutschland nicht üblich ist. Für entlegene Ansiedlungen, etwa bei abgelegenen Gehöften oder Wochenendhaussiedlungen, werden in Ausnahmefällen auch Druck- oder Vakuumentwässerungen oder, um lange Kanäle zu vermeiden, dezentrale Kleinkläranlagen angewandt. Früher wurden Kanäle häufig aus Ziegeln aufgemauert oder in Ton- oder Steinzeugrohren ausgeführt. Je nach Medium und Belastung der Rohre werden heute Kanäle in den verschiedensten Materialien wie Faserbeton, Gusseisen, Stahl, Steinzeug, Kunststoff oder Beton ausgeführt.