土工膜是土工合成材料中应用最早也是最广泛的一种产品，其最早在国外应用已有50多年的历史，最初应用在低水头的渠道防渗。我国在70年代初开始在水利工程中应用土工膜防渗，近些年其应用范围逐渐扩大到输水渠道、尾矿坝、贮灰场、蓄水池、地下工程等，而且取得了良好效果。
土工膜的种类及性能：
土工膜可分为三大类：普通土工膜（单膜）、复合土工膜、加筋土工膜。 
（1）普通土工膜：仅为单层膜材。使用聚合物、弹性材料及低分子材料通过滚压或挤压工艺制成，是一种没有任何织物加筋的均质薄膜。其典型厚度为0.25～4mm（挤压工艺）和0.25～2mm（滚压工艺）。 
（2）复合土工膜：聚合物膜与土工织物加热压合或用胶粘剂粘合而成。可以是一层膜一层织物压合一起（俗称一布一膜），也可以是二层织物中间压合一层膜（二布一膜），根据工程需要还可以是三布二膜。这种膜的优点是土工织物能保护土工膜免被碎石刺破，免被人为损坏和机械压坏，而且土工织物具有排水作用，还可增加与接触面的摩擦系数。 
（3）加筋土工膜：为了提高土工膜的抗拉、抗顶破、抗撕裂的强度，在聚合物内部加筋，加筋材料一般为锦纶丝布、锦纶帆布、丙纶针刺织物等。根据工程需要可选择加筋层数为一层、二层或三层等。 
土工膜的性能：
土工膜的性能一般包括物理、力学、水力和耐久性能。 
（1）物理性能指标：包括单位面积质量（g/mm2）、厚度（mm）、材料比重、孔径等。 
（2）力学性能指标：包括抗拉强度、握持强度、撕裂强度、胀破强度、顶破强度、刺破强度等。 
（3）水力性能指标：包括水平、垂直渗透系数、淤堵、防水性等。 
（4）耐久性能指标：包括耐磨、抗紫外线能力、化学稳定性、生物稳定性及抗大气环境等。 
（5）普通土工膜（PE膜）的性能指标为： 
①密度不应低于900 kg/m³；
②破坏拉应力不应低于12MPa；
③断裂伸长率不应低于300%；
④弹性模量在5oC不应低于70MPa；
⑤抗冻性（脆性温度）不应低于-60oC；
⑥联接强度应大于母材强度；
⑦撕裂强度应大于或等于40N/mm；
⑧抗渗强度应在1.05MPa水压下48h不渗水；
⑨渗透系数应小于10-11cm/s；⑩膜厚度不小于0.25mm。 
（6）复合土工膜的性能指标根据复合的膜与布的层数确定。 
土工膜防渗技术特点 
1、土工膜防渗形式 
土工膜的防渗形式一般有垂直防渗、水平防渗、及其他防渗形式。 
2、其他防渗形式：根据工程实际情况可采用水平与垂直组合形式，或其他可靠防渗形式。 
3、土工膜类型的选择 
土工膜类型的选择涉及两个问题，一是选择何种材料的土工膜，二是选用何种形式的土工膜（单膜或复合土工膜）。 
（1）国内外土工膜所用的材料主要是聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）两种。工程选料时，主要根据力学性、可连接性、经济性三方面来选定。PE膜和PVC 膜的拉伸强度相差不大，PVC膜因添加有塑化剂，其拉伸率比PE膜大一些，柔性较好，并且与砂之间的摩擦系数大于PE膜；一般PE膜只能用加热熔合的方式连接，而PVC膜除此之外还可以采用特殊的粘合剂进行粘接；目前两种材料的价格基本相同，而PE膜的相对密度小于PVC膜，所以同样厚度情况下单位面积的价格PE膜要低一些。 
（2）选用单膜还是复合膜主要从土工膜的作用和经济性综合考虑来确定。复合土工膜的第一个作用是可以增加膜与土料之间的摩擦系数，增加稳定性；第二个作用是保护土工膜不受运输和施工过程外力的损害。复合膜比单膜的力学性能有很大提高，有较强的各种情况适应能力；第三个作用是具有反滤排水功能，避免土工膜被水应力顶起的危险。我国目前堤坝建设心墙式垂直防渗大多采用单膜或多层单膜，斜墙式大多采用复合膜。单膜对低水头小型堤坝防渗效果良好，但在经济允许的情况下，复合膜具有更优越的工程特性。