保温性能：膜结构材料是可以保温的，单层膜材料的保温性能与砖墙相同，优于玻璃。同其他材料的建筑一样，保温膜结构材料是在内外膜之间填充一层轻质保温材料而形成的夹心膜结构材料，运用空调采暖设备等达到建筑保温效果。

保温材料：泡沫涂层、纤维毡垫、气泡薄膜等，它们分别具有不同的透光性和保温性能。蓬松、多孔、轻质的保温膜结构材料可大幅度减低通过膜结构表面的热传递，从而实现室内空间的温度控制。

隔热性能：膜材料还可以滤除大部分紫外线，含保温棉双层膜结构是最常见的一种多层膜结构。膜结构内层膜的选择一般应综合考虑防火、防渗、采光以及隔声等方面的要求。双层膜间的空气层降低了膜结构外层膜与内部封闭空间由于对流产生的热传递。