Daugybė dalykų gali sukelti nuotekų išsiliejimą, galintį sukelti rimtą pavojų sveikatai ir žalą aplinkai. Daugelyje pasaulio regionų nuotekų valymo įrenginiai apie išsiliejimą turi pranešti valdžios institucijoms, kad gyventojai būtų įspėti ir būtų pradėti valymo veiksmai. Taip pat yra keletas apsaugos priemonių, skirtų sumažinti išsiliejimų riziką.
Yra trys pagrindinės sritys, kuriose gali išsilieti nuotekos. Pirmasis yra įtekėjimo ir išleidimo vamzdžiai, vedantys į individualius namus ir įmones. Taip pat gali atsirasti išsiliejimas kur nors išilgai komunalinių nuotekų linijų, kai jie keliauja per miestą ir pasiekia nuotekų valymo įrenginius. Galiausiai, nuotekų valymo plano problemos gali sukelti išsiliejimą.
Nuotekų išsiliejimo aplink namus atveju dažna išsiliejimo priežastis yra vamzdžių užsikimšimas tokiais dalykais kaip riebalai, medžių šaknys, kurios auga per liniją, ir kitos medžiagos. Kai taip nutinka, vamzdis grįžta atgal, todėl nuotekos gali būti išstumtos iš namų kanalizacijos. Taip pat vanduo gali užtvindyti vamzdžius, jei jie nutrūksta ar pažeisti, perkraunant jų pajėgumus ir nuvedant nuotekas. Daugumoje miestų pavieniai piliečiai yra atsakingi už nuotekų linijų, vedančių į jų namus, priežiūrą.
Kai nuotekos išsilieja dėl komunalinių nuotekų sistemos problemų, dažniausia priežastis yra linijų užliejimas. Teritorijose, kuriose nuotekų linijos nėra izoliuotos nuo lietaus kanalizacijos, stiprios liūtys gali sukelti potvynį ir išsiliejimą; kai kuriais atvejais nuotekos gali net burbuliuoti pro šulinius, o tai nėra malonus vaizdas. Išsiliejimo priežastis gali būti ir vamzdžių užsikimšimas.
Nuotekų valymo įrenginiuose nuotekos dažnai išsilieja užtvindžius nuotekų laikymo tvenkinius. Kai kuriais atvejais šie tvenkiniai tiesiog išsilieja, įvairiuose valymo proceso etapuose nuotekos išsilieja ant aplinkui esančios žemės, kur jos prasiskverbia į gruntinius vandenis ir aplinkines upes. Kitais atvejais įmonė gali priimti apskaičiuotą sprendimą išleisti nuotekas, kad išvengtų rimtesnių potvynių ir žalos.
Akivaizdi nuotekų išsiliejimo rizika yra ta, kad nuotekose yra žmonių sveikatai pavojingų patogenų. Nuotekų tarša taip pat gali pražudyti žuvis, patekusi į vandens kelią, ir gali kelti pavojų kitų gyvūnų sveikatai. Išsiliejimas taip pat gali sukelti dumblių žydėjimą, nes organizmai minta nuotekomis ir dauginasi. Nuotekoms patekus į vandens kelią arba požeminį vandenį, jų pašalinimas gali kainuoti labai brangiai.