从结构形式上膜结构建筑可简单地概括为充气式、骨架式和张拉式三大类口。
1.充气式膜结构（Air Supported Membrane Structure）
充气式膜结构是依靠膜曲面内外气压差来维持膜曲面的形状。这种索膜建筑历史较长，但因在使用功能上明显的局限性（如形象单一、空间要求气闭等），使其应用面较窄；但充气式索膜体系造价较低，施工速度快，在特定的条件下又有明显优势。1970年日本大阪万国博览会的美国馆，采用的就是这种结构，它标志着膜结构的开始。
2.骨架式膜结构（Framework Membrane Structure）
骨架式索膜建筑常在某些特定的建筑中被采用，是由于其结构形式本身的局限性（骨架体系自平衡，膜体仅为辅助物，使膜体强度高的特点发挥不足等）；而骨架形式与张拉形式的结合运用，常可取得更富于变化的建筑效果。骨架式索膜体系建筑表现含蓄，结构性能有一定的局限性，造价低于张拉式体系。1996年亚特兰大奥运会主体育馆（佐治亚穹顶）为这类结构的典型工程。
3.张拉式索膜结构（Tensioned Cable-Membrane Structure）
张拉式索膜建筑可谓索膜建筑的精华和代表。张拉索膜结构中膜曲面通过预应力维持自身形状，膜既是建筑物的圈护体又作为结构来抵抗外部荷载效应。由于其建筑形象的可塑性和结构形式的高度灵活性和适应性，该结构形式的应用极其广泛。张拉式索膜结构又可分为索网式、脊谷式等。这种体系富于表现力，结构性能强，但造价稍高，施工精度要求也高。这类工程最典型的是美国丹佛机场候机大楼。
