城市设计成功与否的一个重要标准就是其可持续性，一个科学合理的设计必然是环保的、生态的以及可持续的。海绵城市设计应遵循生态学基本原理，主要原则主要包含三个关键点：承载力、关系和可持续性。一个可持续的海绵城市设计，必须符合如下生态学原则。

一、生态优先原则
       在进行海绵城市规划时应该将生态系统的保护放在首位，当生态利益与其他的社会利益和经济利益发生冲突时，应该首要考虑生态安全的需求，满足生态利益。

二、保护城市原有的生态系统原则
       最大限度地保护原有的河流、湖泊、湿地、坑塘及沟渠等水生态基础设施，尽可能地减少城市建设对原有自然环境的影响，这是海绵城市建设的基本要求。
 
三、多级布置及相对分散原则
       多级布置和相对分散是指在海绵城市规划过程中，要重视社区和邻里等小尺度区域生态用地的作用，根据自身性质形成多种体量的绿色斑块，降低建设成本，并达到分解径流压力，从源头管理雨水的目的。

四、因地制宜原则
       应根据当地的水资源状况、地理条件、水文特点、水环境保护情况以及当地内涝防治要求等，合理确定开发目标，科学规划和布局。合理选用下沉式绿地、雨水花园、植草沟、透水铺装和多功能调蓄等低影响开发设施。

五、系统整合原则
       基于海绵城市的理念，系统整合不仅包括传统规划中生态系统与其他系统（道路交通、建筑群及市政等）的整合，更强调了生态系统内部各组成部分之间的关系整合。要将天然水体、人工水体和渗透技术等生态基础设施统筹考虑，再结合城市排水管网设计，将参与雨水管理的各部分整合起来，使其成为一个相互连通的有机整体，使雨水能够顺利地通过多种渠道入渗、贮存、利用和排放，减小暴雨对城市造成的损害。