膜结构建因其特殊的构成而具有区别于一般建筑材料的特性，膜结构受力特征量包括：拉伸断裂变形、经纬向极限抗拉强度、膜片剥裂强度、荷载下变形、焊缝强度以及经纬向弹性模量，主要通过单向、双向拉伸试验测量各物理量，分析以下三个主要特征：
　　
　　1、正交异性：膜结构有两个受力方向，非各向同性。膜卷材的经向纤维为卷长，纬向纤维为幅宽，经向与纬向具有不同的极限拉伸强度、拉伸变形以及拉伸力-变形曲线；经向纤维一般为直线，纬向纤维为上下绕行的曲线，因此，镜像变形小，纬向变形大。在涂覆层之前经过特定的预张拉，使经纬向纤维都具有较小的卷曲度，使双向受力性能近似；
　　
　　2、非线性：膜结构应力-应变关系非线性，其非线性强弱与膜结构、受力水平与受力次数有关；
　　
　　3、非弹性：膜结构特性与所受荷载有关。膜结构在重复荷载作用下，卸载曲线与加载曲线不重合，随加载循环次数的增加，卸载加载曲线的差异逐渐减小，非线性程度降低，应力应变关系趋于线性。