膜結構作爲一種新型的空間張拉體系，它有着不同於其他傳統結構體系的特點。自然狀態下的膜材抗壓、抗彎、抗剪能力都很弱，這使得自然狀態下的膜結構不具有確定的形狀和承受荷載的能力，只有對膜材施加一定的預應力狀後才能 纔能形成固定空間曲面形狀，並使結構形成了一定的剛度和穩定性。
由於膜結構自身的結構特點，使得索膜結構與其他結構體系相比，有着自己獨特的分析和設計方法。膜結構的分析過程可分爲以下幾個方面:
1、膜結構的形態分析。 　　所謂形態分析就是尋求滿足建築功能要求的理想幾何形狀和合理的初始應力狀態的分析過程。理想的幾何形狀就是膜結構的“形”，合理的初始應力狀態就是對應於理想結構形狀的“態”，這個過程是一個複雜的力學平衡問題，現在已經有很多學者在致力於這方面的研究，並取得了一定的科研成果。目前常用的方法有動力鬆弛法，力密度法，非線性有限元法。
2、膜結構的靜力分析。 　　膜結構在靜力分析中的荷載主要是雪荷、風荷和膜材自重，在荷載的作用下結構容易出現褶皺。褶皺的出現會對結構的美觀和受力性能造成影響，並且在褶皺的低窪處還有可能累積雨雪、甚至會造成膜材的局部破壞，進而影響結構的正常工作。因此更多的瞭解褶皺的特性，使得在實際工程中儘可能的避免褶皺的出現是一項很有意義的工作。
3、膜結構的動力分析。 　　膜結構的動力分析主要是考慮在風荷載作用下結構的動力響應。膜結構作爲一種柔性結構對風荷載的響應十分明顯，並會出現十分複雜的非線性振動。目前國內外在這方面的研究也處於探索階段。
4、膜結構的裁剪分析。 　　形態分析得到的膜結構一般爲不可展分段光滑連續的曲面，在實際的工程中需要對平面膜材進行裁剪拼接來得到。裁剪分析的結果會直接影響到實際工程中的結構形式和理論分析結果的近似程度和荷載分析的準確性。