由于膜材所特有的非線性力學特點以及膜結構整體所表現(xiàn)的柔性、張力與形態(tài)的統(tǒng)一性，其結構設計原理顯署區(qū)別于傳統(tǒng)的凝土結構、鋼結構設計，但文源于一般結構工程學的設計想、原理、設計準則，膜結構一殿涵蓋膜、鋼索、支承體系、錨固系統(tǒng)等，涉及諸多專業(yè)，是一項復雜的綜合性工程。

結構選形是膜結構工程設計的第1步，是整個工程結構設計基礎，關系到整個工程結構體系是否合理、經(jīng)濟、美觀。結構選形屬于結構概念設計，需要與建筑師緊密配合，協(xié)作討論，同時充分發(fā)揮結構設計師的創(chuàng)造為，基于對各種結構體系與材料的基本受力特性、經(jīng)濟性、安裝制作難易度等綜合評價，創(chuàng)作出合理、美觀、經(jīng)濟的結構形式。膜可實現(xiàn)新穎、獨特、豐富的造型，但膜造型的可塑性又囿于某些固有的形式，負高斯雙曲面足合理的穩(wěn)定膜面，是構造一切膜面的基石。結構選形階毀需要確定：膜的形式與材料類型、支承體系與材料類型、主要節(jié)點構造、制作廠藝和安裝方法等。

膜結構工程設計第2步為結構設計分析與結構特性綜合評價。由于膜結構為預張力體系、且荷載作用下發(fā)生大變形，因此，膜結構分析要求進行幾何非線性分析，一般采用專用分析軟件完成。由于非線性算法、單元本構模型的不一致，以及膜材參數(shù)的離散差異性，另外不同膜結構的結構響應參數(shù)不盡一致，所以，不應過分拘泥于分析結果數(shù)值的大小和指標界限，成對分析結果綜評價，抓存本質與規(guī)律，然后作出合理設計。

膜結構工程設計第3步為結構構件與節(jié)點設計。根據(jù)整分析與局部構件、節(jié)點分析，按照允許應力設計法或極限狀態(tài)設計法，選取具有一定安全度的膜材型號，構件截面配置、節(jié)點板件、以及附件構造處理等。構件與節(jié)點設計應充分考慮到材料的采購（包括市場是否有貨源，以及市場價格）、制作難易度（同一性、個性、工業(yè)化程度）、安裝利維護便易性、以及美觀性。美觀性應始終作為膜結構構件、節(jié)點設計的一個著眼點和歸宿，但連接功能與受力安全是必要的條件。