膜結構設計主要包括以下內容： 
1，初始態分析：確保生成形狀穩定、應力分布均勻的三維平衡曲面，并能夠抵抗各種可能的荷載工況；這是一個反復修正的過程。 
2，荷載態分析：張拉膜結構自身重量很輕，僅為鋼結構的1／5，混凝土結構的1／40；因此膜結構對地震力有良好的適應性，而對風的作用較為敏感。此外還要考慮雪荷載和活荷載的作用。由于目前觀測資料尚少，故對膜結構的設計通常采用安全系數法。
 
3，主要結構構件尺寸的確定，及對支承結構的有限元分析。當支承結構的設計方法與膜結構不同時，應注意不同設計方法間的系數轉換。 
4，連接設計：包括螺栓、焊縫和次要構件尺寸。 
5，剪裁設計：這一過程應具備必要的試驗數據，包括所選用膜材的楊氏模量和剪裁補償值（應通過雙軸拉伸試驗確定）。
 
在膜結構設計階段所要考慮的要點有： 
1，保證膜面有足夠的曲率，以獲得較大的剛度和美學效果； 
2，細化支承結構，以充分表達透明的空間和輕巧的形狀； 
3，簡化膜與支承結構間的連接節點，降低現場施工量。

膜結構研究的主要問題有： 
1，找形（Form-finding）或更進一步叫“形態理論”； 
2，考慮膜材松弛和各向異性下的結構響應； 
3，結構在風荷載作用下的動力穩定性； 
4，裁剪優化； 
5，膜與索及支承結構間的相互作用。