膜结构轻盈的特性使其对荷载的作用极为敏感。风荷载是膜结构设计的首要控制因素。由于膜面质量极轻，在强风作用下极易发生流固耦合现象。设计师必须通过风洞试验或精确计算，确定最不利的风压分布，避免膜面因局部撕裂或整体倾覆。雪荷载对膜结构同样危险，尤其是不均匀积雪。膜面若排水坡度不足或刚度偏小，积雪形成的“雪袋效应”可能导致膜材局部应力超限。因此，在寒冷地区，膜结构通常会设计融雪系统或优化形态以利于积雪滑落。此外，防火性能至关重要。大型公共建筑的膜材需满足国家防火规范，永久性建筑优先选用PTFE等不燃材料，临时性建筑使用的PVC膜材也需添加阻燃剂，确保遇火时无滴落物、延缓火势蔓延，为人员疏散争取时间。