土工膜一直用于为各种类型的大型水坝提供防水。并有多于300座水坝采用了土工膜进行防渗处理。土工膜防水的水坝大多数安装在干燥环境中，在水下密封方面也取得了一些成功。到目前为止，这些大坝中大比例的是使用工厂制造的聚合土工膜。当这种土工膜结合其他类型的土工合成材料时，例如土工网排水管和土工布垫、过滤器或分离器，就实现了“土工膜密封系统”，正如刚才所述，这些大坝中使用的防水土工膜通常是聚合物的，尽管有22种是沥青的，4种是原位类型的。由于不再使用原位土工膜且沥青土工膜目前非常少见，因此几乎完全放在由各种树脂及其相关配方制成的聚合物土工膜上。

大多数土工膜均由热塑性聚合物（可在现场热焊接的聚合物）制成，其中聚氯乙烯(PVC)应用广泛。截至2006年用于大型水坝的土工膜然而，应该认识到，所有聚合物实际上都是包含指定树脂（名称的来源）、添加剂（主要是抗氧化剂）、着色剂（通常是炭黑）和一些填料的配方。土工合成材料文献中有大量关于制造质量控制和制造质量保证的细节。暴露和覆盖情况都会遇到，而且比例大致相等。

关于土工膜老化及其服役耐久性的重要问题，一个关键问题是土工膜是暴露在外还是被土壤、岩石或混凝土覆盖。由于紫外线照射和通常伴随的高温，前者更为关键。

用于新的和修复的填筑坝的土工膜，新建和修复的填筑坝（土坝和土/石坝类型）通常在其上游斜坡上或中使用土工膜进行防水。填筑坝中使用的GSS的位置中报告的使用广泛的GSS应用程序。当用于填筑坝的上游斜坡时，覆盖很容易实现，通常使用土工织物垫（通常是厚针刺无纺布），然后在表面铺上乱石或铰接混凝土块垫。

相对较多的填筑坝使用GSS而未被覆盖，即处于暴露状态。对土工膜耐久性的信心似乎是一个因素，因为其中许多水坝都是近的案例。在这方面重要的是，只要水位降低，就可以目视检查土工膜的性能。

基本上所有与填筑坝一起使用的土工膜的情况下，在土工膜后面使用排水层，从而创建一个“系统”。该排水层通常是土工网复合材料，两面土工织物热粘合在其两侧。这样可以轻松放置在陡峭的斜坡上，甚至垂直放置。当然，界面稳定性是一个重要问题，需要直接剪切测试。倾斜的排水系统汇入路堤下方的水平排水廊道，并在下游坡脚处排放。该排水廊道通常是具有足够厚度和渗透性的颗粒状土壤，以便不会调动大坝下游路堤部分下方的超孔隙水压力。公告中说明了许多配置。

土工膜在斜坡上卷在一起的接缝可以说是传统的设计和施工问题。对于目前使用的热塑性土工膜，卷边和端部的焊接很简单。热风焊接可以以任何角度（甚至垂直）进行，甚至可以在两条平行轨道上进行，在它们之间留下未粘合的空间。这种所谓的“双通道”焊缝允许充气，是完成焊缝的极佳无损检测。如果检测到缺陷，则使用传统的贴片或盖条，并使用真空盒方法重新测试。