屋顶绿化的主要构造层
保护层
保护层包括防水层和防根层，有时两者合而为一。保护层主要有两个作用，防水和防止植物根系的穿透，有时分为防根层和防水层，有时合二为一。对于保护层的要求，除了防止雨水和灌溉水的渗入，也要求防水层能长时间抵抗植物根系的穿透能力。
保护层一般有合金、橡胶、PE（聚乙烯）和HDPE（高密度聚乙烯）等材料类型，用于防止植物根系穿透保护层。这些材料，都有很强的可加工性和根稳定性，并且抗拉强度高、承载能力强，是很好的屋顶绿化保护材料。
(蓄）排水层
（蓄）排水层一般包括（蓄）排水板、陶砾（荷载允许时使用）和排水管（屋顶排水坡度较大时使用）等不同的（蓄）排水形式，用于改善基质的通气状况，迅速排出多余水分，有效缓解瞬时压力，并可蓄存少量水分。
一些适合做排水层的材料，其特性也适合做保护层，就没有必要在排水层下边再附加保护层。目前市场上有许多保护层和蓄排水层结合在一起的产品。但是，有些材料类如沙砾、碎石、珍珠岩，陶粒、就应该附加保护层。一些由组合矿物质构成的例如破碎的膨胀粘土和膨胀页岩，来自拆除建筑物的混凝土、砖砌体或者砖瓦等，还有用膨化旧玻璃的泡沫玻璃等，都很适合做（蓄）排水层。

过滤层
过滤层的作用是阻止基质进入排水层。过滤层要保证有排水的功能，除此之外，还要有防止排水管泥沙淤积的作用。一般采用既能透水又能过滤的聚酯纤维无纺布等材料。
基质层
基质层是指满足植物生长条件，具有一定的渗透性能、蓄水能力和空间稳定性的轻质材料层。
用于屋顶绿化的种植基质需具备三个基本条件：有一定的保水保肥能力，透气性好；有一定的化学缓冲能力，保持良好的水、气、养分的比例等。第四，重量轻，理想的基质容重应该在0.1～0.8T/m3，最好在0.5T/m3。
基质主要包括改良土和超轻量基质两种类型。改良土由田园土、排水材料、轻质骨料和肥料混合而成；超轻量基质由表面覆盖层、栽植育成层和排水保水层三部分组成。
种植层
屋顶绿化植物的选择应用，是屋顶绿化过程中极其重要的一个环节。
植物选择原则：以低矮灌木、草坪、地被植物和攀援植物等为主，尽量不用大型乔木，有条件时可少量种植耐旱小型乔木；选择须根发达的植物，不宜选用根系穿刺性较强的植物，防止植物根系穿透建筑防水层；选择易移植、耐修剪、耐粗放管理、生长缓慢的植物；选择滞、尘抗、污抗风、耐旱、耐高温、耐寒、耐盐碱、抗病虫害的植物。
由于景天类植物具有耐旱、耐寒、耐高温、根系浅、植株低矮、易成活、四季可观赏等诸多特性，常被应用在屋顶绿化中，尤其常应用于植被屋面。矮小的灌木及多年生草花也可根据栽培基质的厚度或灌溉的有无选择和应用。藤蔓类植物品种多，绿量大，管理粗放，对于屋顶设备和广告架的覆盖绿化，有着独到的作用。
另外，日本和欧洲也采用苔藓植物进行屋顶绿化，苔藓不需要土壤，只依靠太阳和雨水就能生长。苔藓可保水的程度大约在自重的20倍。其中砂藓、灰藓耐干旱性强，对形成一般植物生长生物层困难的高层大楼屋面、坡度较陡的斜屋顶均可使用。把土壤、砂子、秸秆、废旧纸张等和砂藓、灰藓均衡的组合在一起，不使用任何化学合成材料，在屋顶固定好即可。而且成本低，不需要维护。