现代意义上的膜结构最初以充气膜结构的形式出现和发展。1917年，英国人W.Lanchester提出了最早的充气膜的概念，用吹风机使膜作为临时医院而竖立起来。由于当时材料和技术条件的限制，它只是一种想象，却没有实现。直到1946年，美国沃尔特·伯德（Walter Bird）建造了一个直径为15米的球形多普勒雷达穹顶，目的是在不干扰海浪的情况下保护雷达免受天气影响。发明了第一种充气膜结构。20世纪70年代，在日本大阪世博会上，出现了各种优秀的充气膜结构，薄膜屋顶开始系统地向世界移动。第一个大跨度空气支持充气膜结构是由建筑师戴维斯·布罗迪和工程师大卫·盖格创造的。川口设计的富士馆是目前最大的气肋充气膜结构。它被认为是一个历史性的建筑转折点，是从刚性结构向柔性结构过渡的开始。

        建筑结构顶部受自身材料重力、跨度、经济性等因素的影响，在建筑设计中受到各种约束。这些制约因素阻碍了空间结构体系的发展和建筑内在意义的表达。膜结构作为现代空间结构体系的重要方向，是建筑、计算机科学、结构力学、材料科学、现代化和现代景观科学的综合产物。它是一种新型的建筑结构，为空间结构体系的发展提供了广阔的空间，在结构构件受力良好的前提下，使结构向大跨度、大空间发展。

        中国气动膜结构的发展起步较晚，但首次在中国开展的张拉膜结构的研究为气动膜结构的发展奠定了一定的理论基础。我国充气膜结构工程的真正开端是90年代在北京建成的房山游泳池和同年在鞍山建成的游泳池。虽然起步较晚，但国内充气膜结构发展迅速，尤其是北京奥运会，为其发展注入了强大的动力。作为奥运会场馆之一，“水立方”是目前世界上最大的膜结构工程。墙体填充构件采用3000多个不同尺寸的ETFE透明气垫。建筑物外膜结构透明、轻便，具有良好的自洁功能。灰尘可以被雨水除去。同时，也给人们带来了美丽的视觉冲击和艺术感受。“水立方”达到了这个目标。艺术、科技与环境保护的完美结合。利用这一机会，在中国建立ETFE薄膜生产工厂，以摆脱膜材料对高价格进口的依赖，为膜结构的进一步发展打下基础。