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膜结构的发展以及结构形式从最早期的游牧民族的帐篷开始，索膜结构就已经出现。但是从20世纪中期，现代索膜结构开始发展。索膜结构作为一种新型建筑结构形式,是由多种高强薄膜材料(PVC或Teflon)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式.膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类.充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10㎜～30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度.张拉摸结则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活.膜结构材料的特点：重量轻、强度高、防火难燃、自洁性好，不受紫外线影响、抗疲劳、耐扭曲、耐老化、使用寿命长。具有高透光率，热吸收量很少。正是因为这种跨时代的膜材料的发明，使膜结构建筑成为现代化的永久性建筑。世界上第一座充气膜结构建于1946年，设计者为美国的WalterW.Bird，这是一座直径为15米的充气穹顶。德国的奥托是张拉形式膜结构的先行者，他在1955年设计的张拉膜结构跨度在25米左右，用于联合公园的多功能展厅。1967年在德国斯图加特召开了第一届国际充气结构会议，随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年的大阪世界博览会。其中最有代表性的是盖格尔设计的美国馆。1972年美国盖格尔-勃格公司开发出了符合美国永久建筑规范的PTFE玻璃纤维材料为膜结构广泛应用永久、半永久性建筑奠定了物质基础。之后用PTFE玻璃纤维做成的室内充气式膜结构相继出现在大中型体育馆中，比如1975年建成的密歇根州庞蒂亚克“银色穹顶”，1988年建成的日本东京体育馆。2000年建成的伦敦穹顶，韩国2002年世界杯足球赛十个体育场中有五个采用膜结构（汉城体育场、仁川体育场、大邱体育场、釜山体育场、济洲西归浦体育场）。以及2006年德国世界杯很多场馆，2010年上海世博会的很多场馆都是应用膜结构。膜结构的主要形式：主要有空气支承膜结构；张拉式膜结构；骨架支承膜结构等形式。充气膜建筑是利用气膜结构为主体的建筑系统。它采用了高强度柔性薄膜材料，利用空气压力支撑膜体来覆盖大跨度空间。其基本原理是将膜材固定于地面基础结构周边，利用供风系统让室内气压上升到一定压力后，是屋顶内外产生压力差以抵抗外力。由于利用气压来支撑，无需任何梁、柱，所以可得到更大的完全净空的建筑空间。深圳东部华侨城大峡谷儿童乐园项目，是世界上第一个七彩气膜室内游乐园。它直径54米高15米面积2289平方米。外膜采用七彩膜，是世界上第一个七彩圆形气膜建筑。优美的外观充分体现了膜材颜色的多样。安全智能的送风系统，既能保持场内空气新鲜又可以防止热能的损耗，为游人提供舒适的游乐环境。大空间，无梁柱，自重轻这些都是传统建筑所无可比拟的期末建筑系统可达到抵御67米/秒的台风和250千克/平方米的积雪，保证建筑的安全性，空调能耗仅为传统建筑的十分之一，总体节能达到75%以上。张拉式膜结构以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安定的结构形式。除了可实践具创意，创新且美观的造型外，也是最能展现膜结构特性的构造形式。近年来，大型跨距空间结构也多采用以钢索与压缩材构成钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求高，结构性能强，且具丰富的表现力，所以造价略高于骨架式膜结构。张拉索膜结构中膜曲面通过预应力维持自身形状，膜既是建筑物的圈护体又作为结构来抵抗外部荷载效应。由于其建筑形象的可塑性和结构形式的高度灵活性和适应性，该结构形式的应用极其广泛。典型的建筑有美国丹佛机场的候机大楼。大楼的屋盖是由17对帐篷膜单元组成，宽67米，长274米，覆盖面积约1.8万平方米。丹佛机场候机大楼地处不稳定的地表黏土层，且对地震力有放大效应的地震区和强风区，张拉膜结构自身重量轻，对水平方向作用的地震力与风力有良好的适应性，结构自身具有吸收地震荷载与风荷载的能力。采用张拉索膜结构保证结构安全，也大幅度降低造价。骨架式膜结构建筑常在某些特定的建筑中被采用，是由于其结构形式本身的局限性(骨架体系自平衡，膜体仅为辅助物，使膜体强度高的特点发挥不足等)；而骨架形式与张拉形式的结合运用，常可取得更富于变化的建筑效果。骨架式索膜体系建筑表现含蓄，结构性能有一定的局限性，造价低于张拉式体系。1996年亚特兰大奥运会主体育馆(佐治亚穹顶)为这类结构的典型工程。佐治亚穹顶，是双曲抛物面型张拉整体索穹顶结构，由美国工程师列维等设计。结构较为简单，荷载传递明确，施工难度低，并且对施工误差不敏感，同时由于设置了谷索，在风吸力作用下谷索将为整个结构提供刚度以抵抗升立作用。但由于它的几何形状类似于平面桁架，所以结构的平面内刚度较小。但各索桁架在平面外的稳定性能较差。同事由于该体系结构内部存在着机构，当荷载达到一定程度时，某些机构位移将会丧失预应力对其产生的约束，从而出现整个结构的分支点失稳的情况。现代膜结构起步较晚，但是发展迅速。强度高，重量轻，跨度大，工期短，拆装方便，经济环保。适应了现代社会对结构的要求。