Den 19 km lange Pøleå udspringer i en mose syd for Hillerød. Herfra løber den nordpå og når Gribskov Kommune lige syd for Solbjerg Engsø. Efter søen drejer åen mod vest og syd til kommunegrænsen, som den mere eller mindre følger gennem Alsønderup Enge og videre til udløbet i Arresø ved Pølebro.
Åen var længe en trist rende, der førte spildevand fra Hillerød til Arresø. I 1980’erne blev der for alvor sat gang i spildevandsrensning og forbedring af vandløbets fysiske karakter og miljøkvalitet. For at opfange især fosfor og forbedre vandkvaliteten i Arresø blev der 1986‑99 etableret en række lavvandede engsøer i lavninger omkring Pøleå. Især engsøerne har med tiden udviklet sig til værdifulde naturområder.
Åen er desuden levested for en voksende bestand af bævere.
