1970年日本大阪萬國博覽會上的美國館和富士館均采用了膜結構工程，在建筑行業引起了不小的轟動。在隨后的幾十年，膜結構得到了迅猛的發展。膜結構大部分由鋼材和索構成，另外與結構相結合的膜材也逐漸走向功能化、智能化。膜材具有造型輕巧自由、美觀；透光、節能、環保，優良的阻燃性能；防污自潔性能；安全、壽命長等優點。基于這些優點，建筑膜材脫穎而出，膜結構被稱為“21世紀的建筑”，應用于大型體育場館、入口廊道、購物場、娛樂場、停車場、展覽會場、植物觀光園等建筑。其中膜結構最常見的膜材料有：PTFE膜材料，PVC膜材料，ETFE建筑膜。

   PTFE膜材料是指在用極細的玻璃纖維編織成的基布上涂抹PTFE（聚四氟乙烯）樹脂而形成的復合材料。其特點是：強度高、耐久性好、防火阻燃、自潔性好，而且不受紫外光的影響，使用壽命在20年以上；具有高透光性，透光率為13％，而且透過膜材料的光線是自然散漫光，不會產生陰影，也不會發生眩光；對太陽能的反射率為73％，因而吸收熱量少，即使在夏季太陽暴曬的情況下，建筑內部也不會受太大影響。上海體育場看臺罩篷的膜材料為進口玻璃纖維織物涂敷聚四氟乙烯涂層（PTFE）材料，為組合式膜結構體系。這是膜結構首次在我國應用于大型永久性建筑，標志著膜結構建筑作為一種新的建筑結構被我國各界人士的認可，拉開了膜結構建筑在我國廣泛應用的帷幕。

PVC 膜材料是在聚酯纖維編織的基布上涂抹PVC（聚氯乙烯）樹脂而形成的復合材料，PVC膜材料的強度及防火性與PTFE 相比具有一定差距，使用年限一般在7到15年。為了解決PVC膜材料的自潔性問題，通常在PVC 涂層上再涂抹PVDF（聚偏氟乙烯）形成PVDF膜材料。

敦奧林匹克體育場在奧運和殘奧期間是8萬座位的體育場，賽后轉換成一個2.5萬座位的體育場。人字形柱支承外壓縮環桁架，內張力環采用索，其間輻射布置雙層徑向索形成索網，上覆112片PVC膜材張緊形成罩蓬，是典型的索系支承式膜結構。該場館對于資源的高效利用是屬于重量級的，比其它體育場減用了75%的鋼材。ETFE建筑膜材由ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）生料直接制成。ETFE不僅具有優良的抗沖擊性能、電性能、熱穩定性和耐化學腐蝕性，而且機械強度高，加工性能好。近年來，ETFE膜材的應用在很多方面可以取代其他產品而表現出強大的優勢和市場前景。這種膜材透光性特別好，號稱“軟玻璃”，質量輕，只有同等大小玻璃的1%；韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂，延展性大于400%；耐候性和耐化學腐蝕性強，熔融溫度高達200℃；可有效的利用自然光，節約能源；良好的聲學性能。自清潔功能使表面不易沾污，且雨水沖刷即可帶走沾污的少量污物，清潔周期大約為5年。另外，ETFE膜可在現成預制成薄膜氣泡，方便施工和維修。ETFE也有不足，如外界環境容易損壞材料而造成漏氣，維護費用高等，但是隨著大型體育館、游客場所、候機大廳等的建設，ETFE更突顯自己的優勢。

京奧運會場館“鳥巢”和“水立方”膜結構采用ETFE膜材，是目前國內最大的ETFE膜材結構建筑，膜材采用進口產品。“鳥巢”采用雙層膜結構，外層用ETFE防雨雪防紫外線，內層用PTFE達到保溫、防結露、隔音和光效的目的。 

“水立方”采用雙層ETFE充氣膜結構，共1437塊氣枕，每一塊都好像一個“水泡泡”，氣枕可以通過控制充氣量的多少，對遮光度和透光性進行調節，有效地利用自然光，節省能源，并且具有良好的保溫隔熱、消除回聲功能。