世界上第一座充氣膜結構建成于1946年，設計者為美國的沃爾特·勃德（W.Bird），這是一座直徑為15的充氣穹頂。1967年在德國斯圖加特召開的第一屆國際充氣結構會議，無疑給充氣膜結構的發展注入了興奮劑。隨后各式各樣的充氣膜結構建筑出現在1970年大阪世界博覽會上。其中具有代表性的有蓋格爾設計的美國館（137m×7m8卵形），以及川口衛設計的香腸形充氣構件膜結構。后來人們認為70年大阪博覽會是把膜結構系統地、商業性地向外界介紹的開始。大阪博覽會展示了人們可以用膜結構建造永久性建筑。而70年代初美國蓋格爾-勃格公司（Geiger-Berger Associates）開發出的符合美國永久建筑規范的特氟隆（Teflon）膜材料為膜結構廣泛應用于永久、半永久性建筑奠定了物質基礎。之后，用特氟隆材料做成的室內充氣式膜結構相繼出現在大中型體育館中，如1975年建成的密歇根州龐蒂亞克“銀色穹頂”（橢圓形220×159m），1988年建成的日本東京體育館（室內凈面積4，6767㎡）。
 　　張拉形式膜結構的先行者是德國的奧托（F.Otto），他在1955年設計的張拉膜結構跨度在25m左右，用于聯合公園多功能展廳。由于張拉膜結構是通過邊界條件給膜材施加一定的預張應力，以抵抗外部荷載的作用，因此在一定初始條件（邊界條件和應力條件）下，其初始形狀的確定、在外荷載作用下膜中應力分布與變形以及怎樣用二維的摸材料來模擬三維的空間曲面等一系列復雜的問題，都需要有計算來確定，所以張拉膜結構的發展離不開計算機技術的進步和新算法的提出。目前國外一些先進的摸結構設計制作軟件已非常完善，人們可以通過圖形顯示看到各種初始條件和外荷載作用下的形狀與變形，并能計算任一點的應力狀態，使找形（初始形狀分析）、裁剪和受力分析集成一體化，使得膜結構的設計大為簡便，張拉膜、透光膜、燈膜、拉展天花、軟膜天花等，它不但能分析整個施工過程中各個不同結構的穩定性和膜中應力，而且能精確計算由于調節索或柱而產生的次生應力，完全可以避免各種不利荷載式況產生的不測后果。因此計算機技術的迅猛發展為張拉膜結構的應用開辟了廣闊的前景。而特氟隆摸材料的研制成功也極大地推動了張拉膜結構的應用。比較著名的有沙特阿拉伯吉達國際航空港、沙特阿拉伯利雅得體育館、加拿大林德塞公園水族館、英國溫布爾登室內網球館、美國新丹佛國際機場等.