土工膜主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道，以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形；而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料，通过针刺或热粘成形，具有较高的抗拉强度和延伸性，它与塑料薄膜结合后，不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力，而且由于无纺布表面粗糙，增大了接触面的摩擦系数，有利于复合土工膜及保护层的稳定。同时，它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀，在避光使用情况下，使用寿命长。
土工膜密度不低于9.0kg/m3，ji限延伸率不低于300%， 抗冻性不低于-60℃，稳定性效能不低于掺入聚乙烯中的2%炭黑的效能。加筋土工膜是在膜内加筋，加筋材料一般为土工布、锦纶丝布或帆布，根据工程要求可做一布两膜、两布三膜、三布四膜。复合土工膜是膜与针刺土工布加热压合或用胶粘剂粘合而成，根据工程需要可做一布一膜和两布一膜。土工布防止土工膜被接触的碎石刺破，防止铺设时被人和机械破坏，防止运输时的损坏；同时又起排水作用，排除膜下渗透水或孔隙水，并加速膜下软土固结，又提高与砂卵石接触面的摩擦系数。
支持层的作用是使土工膜受力均匀，免受局部集中应力的损坏。渠道、蓄水池等支持层在级配较好的透水地基不做要求，地基一般的支持层 宜是透水料以排除膜下水和地基内渗流水。土石坝的支持层是由垫层和过渡层组成，一般为碎石或砾卵石；在壤土、砂壤土土坝坡面应使用复合土工膜以导引膜与土之间的渗水。防渗层类型土工膜防渗层可分为单层土工膜防渗、多层土工膜防渗和在土工膜下铺一层shen透性较小土层的土工膜复合防渗层 。
