膜結構建筑設計應根據建筑物的使用特點和總平面要求，合理確定排水坡度和泄水位置，確保膜面排水順暢；在雪荷載較大的地區，應采用較大的膜面坡度和必要的防積雪措施。

膜結構建筑排水設計依可然采用無組織排水或有組織排水方式。由于膜結構建筑的造型奇特，自由曲面，應充分考慮造型與排水的合理方式。膜結構排水坡度要求大于一般建筑。平膜坡度15%~20%以上，雙曲膜脊度應大于10%。同時膜面預張力1.0~2.0kN/m以上，避免膜材在雨水作用下發生較大變形，從而在膜面產生積水、兜水。膜面積水具有馬太效應特點，積水將導致局部凹陷變形，凹陷變形反過來加劇積水現象。足夠坡度、曲率和張力水平是保證排水順暢的必要條件。導水板、導水溝、落水管等膜結構設計宜與膜節點構造設計協調。

大型公共膜結構建筑（3000m2）以上，宜采取有組織排水；小型開敞膜結構建筑（500m2以下）可采取無組織排水；中型公共膜建筑（500m2~3000m2）宜根據其高程、密閉和開敞性，選取合適的排水形式，可部分自由排水，結構組織排水。
膜面雨水量是設計排水系統的依據，其大水與當地暴雨程度、匯水面積和膜面宣泄能力系數有關。