保溫性能：膜結構材料是可以保溫的，單層膜材料的保溫性能與磚墻相同，優于玻璃。同其他材料的建筑一樣，保溫膜結構材料是在內外膜之間填充一層輕質保溫材料而形成的夾心膜結構材料，運用空調采暖設備等達到建筑保溫效果。

保溫材料：泡沫涂層、纖維氈墊、氣泡薄膜等，它們分別具有不同的透光性和保溫性能。蓬松、多孔、輕質的保溫膜結構材料可大幅度減低通過膜結構表面的熱傳遞，從而實現室內空間的溫度控制。

隔熱性能：膜材料還可以濾除大部分紫外線，含保溫棉雙層膜結構是最常見的一種多層膜結構。膜結構內層膜的選擇一般應綜合考慮防火、防滲、采光以及隔聲等方面的要求。雙層膜間的空氣層降低了膜結構外層膜與內部封閉空間由于對流產生的熱傳遞。