Bagsværd Sø er den næststørste sø i Mølleå-systemet, kun overgået af Furesø. Mølleåen gennemstrømmer ikke Bagsværd Sø, men Bagsværd Sø har afløb til Mølleåen via Furå til Lyngby Sø. Mølleå-systemet afvander til Øresund. Mere end halvdelen af søens opland udgøres af byzone.