鸟巢的屋顶和地底分别有两类极其特殊的系统，雨洪利用系统和地源热泵系统。

　　鸟巢的雨洪利用系统，就是把雨水进行收集和处理，获取再生水，从而减少对自来水的消耗。这个系统由四部分组成，即分布在鸟巢钢结构屋面、草坪等处的上千个雨水收集口，位于鸟巢地下的五个收集池，以及中心水处理设施和一个庞大的输水网络。

　　首先雨水通过收集口进入管道网络，流进收集池；接着收集池按照电脑指令向中心池输水；最后通过中心水处理设施的过滤净化被再次利用。雨洪系统年处理雨水能力为5万立方米，这些雨水将被利用在鸟巢运营的九大方面。

　　鸟巢对于水的巧妙利用还有地源热泵系统。它包含312个70米深的地热交换井。该系统将通过‘水’为媒介，将地下深处相对恒定的热量交换出来，为鸟巢冬天取暖和夏天制冷提供能量。据预测，它将分担鸟巢空调运行中10%的负荷，减少使用普通空调所排放的化学物质对大气的污染。