膜結構的突出特點之一就是它形狀的多樣性,曲面存在著無限的可能性。對于氣承式空氣膜結構來說,充氣之后的曲面主要是圓球面或圓柱面,可能沒有太多的選擇余地。而對于以索或骨架支承的膜結構,其曲面就可以隨著建筑師的想象力而任意變化。
膜結構形狀的千變萬化突出地表現在歷年各國舉行的博覽會上。在這些博覽會上,大大小小的展覽館,無不以新穎奇特的造型來吸引觀眾,而膜結構就能用來達到這樣的目的。例如1985年在日本茨城縣舉行的國際科學技術博覽會,入口就是以五顏六色的膜材構成的拱形大門。在眾多的展覽館中膜結構尤為奪目,象火鳥館以鋼梁與索組成的骨架支承扁平的凹凸屋面。美國館以高聳的桅桿懸掛銀白色的屋面。電力館以中央塔架懸吊25個尖頂帳篷,夜晚通過燈光的反射宛如燃燒的火焰。其他象在候車亭、電話亭、走廊、廁所上也都出現了用膜材構成形式各異的建筑小品,蔚為大觀。
就形狀而言,對建筑師說來是至關重要的。采用一般結構的建筑物,其形狀往往是先由建筑師確定。膜結構則不同,很好的先它的變形比一般結構要大一些,其次它的形狀是在施工過程中逐步形成的,有一個形狀確定的問題,需要結構工程師的參與。要確定在初始荷載下結構的初始形狀,即結構體系在膜自重(有時還有索)與預應力作用下的平衡位置。在初步設計階段,先按建筑要求設定大致的幾何外形,然后對膜面施加預應力使之承受張力,其形狀也相應改變,經過不斷調整預應力,更后就可得到理想的幾何外形和應力分布狀態(tài)。