土工膜的技术参数较多，选型设计首先要研究的是其厚度。根据 SL/T225-98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》规定，土工膜应用于防渗铺盖结构中时，所需要的厚度应按作用水头，地层中可能存在裂隙的大小，以及膜材
的抗拉强度和破坏应变等情况，结合理论计算结果确定。土工膜的厚度还直接影响工程质量的可靠性，为减少水库渗漏，避免施工破损、水压击穿、地基变形、撕裂土工膜等，都要求土工膜有一定厚度。
目前国内外针对土工膜厚度计算并无完全成熟的理论计算方法。铺在颗粒地层或缝隙上的土工膜受水压力荷载时的厚度有下述四种计算方法：（1）顾淦臣（1985）的薄膜论理公式；（2）原苏联全苏水工科学研究院的经验公式；（3）J.P.Giroud 计算方法（1982）；（4）美国 GSI（土工材料研究所）计算法。
在土工膜厚度计算中，一般仅考虑用耐水压力击破确定膜厚，通常理论计算的土工膜厚度均较小，一般 0.1~0.2mm 即可满足要求。但这样算出的结果，没有考虑施工荷载和抗老化问题。所以理论公式计算的膜厚是最低界限，且理
论公式只考虑与膜接触的颗粒或裂缝边缘是圆浑的，故膜不能与尖锐的棱角和边缘相接触。而土工膜在使用中下垫层总是存在尖角，且根据各项试验成果表明，膜厚则老化得慢，所以膜厚的确定还应考虑这些因素，实用时需留有较大
的安全系数。
美国、日本、欧洲工程土石坝防渗选用的土工膜一般在1mm以上，最厚可达5mm，2~4mm较为多见。SL/T231-98《聚乙烯土工膜防渗工程技术规范》规定，选用土工膜厚度不应小于0.5mm。
SL/T225-98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》规定以薄膜理论公式绘制单位宽度拉力~拉应变曲线，结合实际土工膜材料的单位宽度拉力~拉应变曲线，采用曲线交会法，按拉力与应变安全系数4~5 选择合适的材料。根据
实践经验，铺在粗砂细砾层上面的土工膜，其厚度按不同水头而定。低于 25m水头，膜厚0.4mm；25~50m水头，膜厚0.8~1.0mm；50~70m水头，膜厚1.2~1.5mm；75~100mm 水头，膜厚 1.8~2.0mm。
土工膜厚度增加一倍，土工膜的投资仅增加15~20%，因此在其他条件允许的情况下，采用较厚的土工膜，有利于提高防渗效果和耐久性。计算膜厚0.1mm~0.2mm之间，借鉴 GSI 建议安全系数取10~15，确定选择膜厚 0.6mm，并通过进一步试验验证其可靠性。