屋顶花园要能够在混凝土板上种植七、八米高的大树，这就对土壤和疏水层有很高的要求。疏水层的处理难度很大，采用疏水层材料，解决了下雨、浇水时多余水分的过滤、排放问题，不会造成积水而导致植物根系腐烂。
腐殖土等分量轻、营养高的土壤；为减轻水分和土壤对屋顶的渗漏和腐蚀，屋顶花园将采用喷灌、滴灌等方法“细水长流”，排水系统也需郑重考虑；为防止水分蒸发过快，土壤中还将加入高分子保水剂；泥炭可作为主要的栽培基质，它的容重很小，一般干重在0.2-0.3克/平方厘米间，而普通土壤的容重是1.25-1.75克/厘米3,湿重约在1.9-2.1克/厘米3间。由此可以推算出泥炭在干重时是普通土壤重量的18-20%，而湿重是普通土壤重的33%，建造屋顶花园如果100%用泥炭，则可减轻2/3--3/4的重量。
当然，建造屋顶花园不可能全用泥炭。一则全用泥炭相对成本偏高，二则全用泥炭的最大缺陷是抗风固根力不够强。因此在实际使用中一般采用在二份普通土中渗入一份泥炭做成混合土来建造屋顶花园。或者还可加入适量的糠灰。这样不仅可减轻土基重量的25-30%，而且也改善了土基的透气性和土基的养分，所以说，泥炭是建造屋顶花园的理想材料。
采用APP防水卷材对付屋顶渗漏，效果非常好。这是一种采用无规聚丙烯等制成的新型防水材料，不仅能耐腐蚀、抗老化，还能防止植物根须的侵入。屋顶防水层上面有土壤和植物覆盖，如果发生渗漏，很难发现漏点，无法根治；花草生存，离不开水和肥料，如果屋顶长期保持湿润状况，再加上肥料中含酸、碱、盐物质的腐蚀，都对防水层造成持续的破坏，如果防水材料防水性能、防腐性能不稳定，那么花园下面的住宅是无法入住的；另外，花草都有根须，根须无孔不入，如果防水层次搭接部位或材料本身有孔隙，根须即会侵入并扩展，使防水层失效。
目前国内最大的ＡＰＰ卷材生产厂沈阳蓝光新型防水材料有限公司，已经与上海、北京的一些房地产开发商合作，采用聚酯卷材和抗根卷材建造了几个屋顶花园，取得了成功的经验。ＡＰＰ是以无规聚丙烯等高分子聚合物改性沥青制成的一种新型防水材料，其抗拉力、抗撕破力、不透水性、延伸率、耐老化性、耐腐蚀性都很好，使用寿命长达１０年以上，而且还研制出了防止植物根须破坏防水层的抗根卷材，并开始用于屋顶花园试点工程，防水效果很好。
由蓝光公司独家中标的北京西单文化广场绿地防水工程，共采用了４万多平方米蓝光ＡＰＰ抗根卷材，对老化期达１５年以上，确保草坪下面的地下设施无渗漏。他们的经验是，用１：２．５水泥砂浆铺好厚度为２０毫米～３０毫米的找平层；用３毫米厚的ＡＰＰ聚酯卷材和３毫米厚的抗根卷材做好防水层，用１：３水泥砂浆做好厚３０毫米的保护层；用１０厘米～１５厘米厚的卵石做好排水层；用每平方米２５０克～３００克的聚酯无纺布做好过滤层；最后是２５厘米厚的植物土壤层。如此选材和施工，就可根治屋顶花园的渗漏问题。
屋顶花园的人工土壤层一般要有防水层、过滤层、过滤网、粗砾土和种植土五层。防水层中排水系统的设计和安装非常重要，它将直接影响到防水问题。土壤层的厚度也要根据所选植物的不同而有所不同。像种植草坪至少需要10厘米的种植土层，而一般花木、灌木要20至30厘米，若是小乔木类至少都要在40至50厘米。屋顶花园首先要解决防水问题。目前国内市场上质优价廉的防水材料比比皆是，防水层应该是高强度的，能够经得起一般性的冲击和摩擦。同时加强对水资源利用率，减少绿化用水对居民生活的影响，提高环保生态效益。对于构筑物，例如纳凉亭，单边伞，吊床，秋千椅，遮阳伞，庭院椅等可用实木或铝合金骨架来生产，减轻重量。
