膜結構的外形是由對其施加的預應力所決定的，不同的預應力將對應不同的外形。這樣，膜結構的設計就打破了傳統(tǒng)的"先建筑，后結構"的做法，要求建筑師要與結構工程師相互配合，共同確定膜結構的外形。膜結構是藝術與技術完美結合的產(chǎn)物：充滿張力自然曲線的空間膜體、高聳的桅桿、堅如射束的根根鋼索、富于機械藝術表現(xiàn)魅力的鋼制大型節(jié)點，都給人以別具一格的藝術感染力。
    從1955年膜結構的開拓者德國建筑師弗賴。奧托在德國聯(lián)邦花園展示會上建造出第一座張拉膜結構至今，不過短短47年時間。然而，正是在這近半個世紀里，隨著建筑材料科學、計算機科學和施工技術的進步，膜結構建造技術得到了迅速的發(fā)展。
    早在20世紀七、八十年代，膜結構就已經(jīng)在西方國家中被廣泛應用�？臻g形態(tài)的多樣性和絢麗多姿的夜景效果使膜結構在當今世界范圍內(nèi)的建筑環(huán)境設計中占有舉足輕重的地位。
    膜結構使用的膜材是一種強度高、柔韌性好的高分子材料，具有其它常規(guī)膜材（如：極易粘附灰塵和降解老化的遮陽或帳篷用膜材）所無法比擬的諸多優(yōu)點：輕質、柔韌、耐久、防火、透光性好、不易被污染“只有正確表達結構邏輯的建筑才有強大的說服力與表現(xiàn)力”這句話揭示了張拉膜結構的精髓。對于張拉膜結構，任何附加的支撐和修飾都是多余的，其結構本身就是造型；換句話說，不符合結構的造型是不可能的，因為那樣的薄膜不是飄動的就是缺乏穩(wěn)定性的。張拉膜結構的美就在于其“力”與“形”的完美結合。張拉膜結構的基本組成單元通常有：膜材、索與支承結構（桅桿、拱或其他剛性構件）。 
    膜材一種新興的建筑材料，已被公認為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的“第六種建筑材料”。膜材本身不能受壓也不能抗彎，所以要使膜結構正常工作就必須引入適當?shù)念A張力。此外，要保證膜結構正常工作的另一個重要條件就是要形成互反曲面。傳統(tǒng)結構為了減小結構的變形就必%考/試大%須增加結構的抗力；而膜結構是通過改變形狀來分散荷載，從而獲得最小內(nèi)力增長的。當膜結構在平衡位置附近出現(xiàn)變形時，可產(chǎn)生兩種回復力：一個是由幾何變形引起的；另一個是由材料應變引起的。通常幾何剛度要比彈性剛度大得多，所以要使每一個膜片具有良好的剛度，就應盡量形成負高斯曲面，即沿對角方向分別形成“高點”和“低點”。“高點”通常是由桅桿來提供的，也許是由于這個原因，有些文獻上也把張拉膜結構叫做懸掛膜結構（suspensionmembrane）。索作為膜材的彈性邊界，將膜材劃分為一系列膜片，從而減小了膜材的自由支承長度，使薄膜表面更易形成較大的曲率。
    有文獻指出，膜材的自由支承長度不宜超過15米，且單片膜的覆蓋面積不宜大于500平米。此外，索的另一個重要作用就是對桅桿等支承結構提供附加支撐，從而保證不會因膜材的破損而造成支承結構的倒塌。 
    剪裁設計：這一過程應具備必要的試驗數(shù)據(jù)，包括所選用膜材的楊氏模量和剪裁補償值(應通過雙軸拉伸試驗確定)。 
    膜結構在方案階段需要考慮的問題有： 
    1，預張力的大小及張拉方式; 
    2，根據(jù)控制荷載來確定膜片的大小和索的布置方式; 
    3，考慮膜面及其固定件的形狀以避免積水(雪); 
    4，關鍵節(jié)點的設計，以避免應力集中; 
    5，考慮膜材的運輸和吊裝; 
    6，耐久性與防火考慮。 
    在膜結構設計階段所要考慮的要點有： 
    1，保證膜面有足夠的曲率，以獲得較大的剛度和美學效果; 
    2，細化支承結構，以充分表達透明的空間和輕巧的形狀; 
    3，簡化膜與支承結構間的連接節(jié)點，降低現(xiàn)場施工量。 
    膜結構研究的主要問題有： 
    1，找形(Form-finding)或更進一步叫“形態(tài)理論”; 
    2，考慮膜材松弛和各向異性下的結構響應; 
    3，結構在風荷載作用下的動力穩(wěn)定性; 
    4，裁剪優(yōu)化; 
    5，膜與索及支承結構間的相互作用。