过去，人们习惯于将膜结构视为帐篷，而帐篷只能被视为临时建筑——不够坚固、不防火、不保暖或隔热。现在我们要看的是带有薄膜结构的帐篷，关键问题是材料。
起初，大阪世博会的美国馆是一座临时展览馆。所用的膜材料是涂有聚氯乙烯(PVC)的玻璃纤维织物，这并不先进，但它也经受住了两次台风的考验，速度超过每小时140公里。
通过这个项目，设计师们认识到一种强度更高、耐久性更好、不燃烧的建筑面料，
需要透光和自清洁。美国制造商在20世纪70年代开发的玻璃纤维织物满足上述要求。
主要改进是涂层表面层采用聚四氟乙烯(PTFE，商品名Teflon Teflon)。1973年，加州拉维斯学院(ravis college)学生活动中心的屋顶首次使用了这种材料。
经过20多年的测试，该材料仍然保持70-80%的强度，仍然透明，不会褪色。拉文学院膜结构的应用经验表明，涂有PTEE表面层的玻璃纤维织物不仅具有足够的抗拉强度，而且在使用功能上具有良好的耐久性。
从乐观的估计来看，这种材料的使用寿命将比最初估计的25年长得多。
同时，一种价格低廉、涂有PVC的聚酯织物的性能也有了很大的提高。制造商在原涂层外添加一层。比较成熟的是聚偏二氟乙烯(PVF，商品名tediar)和聚偏二氟乙烯(PVDF)。该层不仅能保护织物不受紫外线照射，还能大大提高自清洁性能，使涤纶织物的使用寿命提高到15年;可用于永久性建筑。
1975年，在密歇根州庞蒂亚克建造了一座平面尺寸为243.9x183米的银色穹顶。
这是空气支撑膜结构首次应用于永久性大型体育场。
此后，北美建造了九座类似的膜结构，包括美国的明尼阿波利斯和加拿大的温哥华。
尽管像这样的充气式建筑已经发生了几次令人不快的倒塌，但膜结构终于进入了永久性建筑的行列。经过十多年的漂泊，日本在1988年建造东京后天堂棒球场时也采用了气承式膜结构。
早期建造的膜结构大多为开放式或位于气候温和的地区，
膜材料的封闭能力没有得到充分发挥。然后在寒冷和多雪地区，这将是对膜结构作为永久性建筑的真正考验。
1983年在加拿大加格里建造的林赛公园体育中心就是一个例子。在这座椭圆形建筑中，游泳馆和田径馆分别占一半，两个场馆之间由一个跨度为122米的格子钢拱门隔开。
钢拱与周围圈梁之间的钢索网支撑着折线膜屋顶。采用涂有PTEE的玻璃纤维织物，电缆网下设置纤维棉隔热层。屋顶不仅可以防寒，还可以通过4%的光线，
这足以避免白天的人工采光。此外，在隔热层下面还有一层薄薄的蒸汽隔热层，可以起到吸声作用。
位于日本冰雪之乡秋田县，积雪最深可达150厘米。天空穹顶体育馆建于1990年。它的形状是从球体截取的，长边130米，短边100米。这个体育馆的设计理念来自当地著名的雪洞，但感觉像是在户外。
屋盖的承载力为正交网格空间拱体系。长向采用空腹拱和钢索，短向采用钢管拱。
长钢索用于对膜表面施加张力，并与屋顶上的骨架形成V形槽，以便于雪滑。
靠近屋顶的钢管拱作为输送暖空气的通道，不仅融化了积雪，还解决了膜表面的冷凝问题。膜材料为单层玻璃纤维织物，透光率可达10%。仰望田野的屋顶，给人一种透明和明亮的感觉。秋田穹顶是寒冷地区建造大跨度膜结构的成功范例。
