復合土工膜是土工膜（聚合物膜）與針刺土工織物加熱壓合或用膠黏劑粘合而成，其中土工膜實現防滲作用。土工織物保護土工膜，避免其防水層被碎石刺破、敷設時被人或機械壓壞，同時土工織物有可以起到排水層的作用，排出滲透水或孔隙水后可防止土工膜被壓力水或氣抬起以及加速土工膜下面的墊層排水固結。

復合土工膜是由土工膜和土工織物（有紡或無紡）或其它高分子材料兩種或兩種以上的材料的復合制品。與土工織物復合時，可生產出一布一膜、二布一膜（二層織物間夾一層膜）等規格。其寬幅4~6m，重量為200~1,500g/m2，抗拉、抗撕裂、頂破等物理力學性能指標高，產品具有強度高，延伸性能較好，變形模量大，耐酸堿、抗腐蝕，耐老化，防滲性能好等特點。

近些年來，土工合成材料在土木工程中的應用得到了越來越多的工程技術人員重視，特別是在防洪搶險工程中的大量應用。在施工過程中，需要先用小粒徑的砂土或粘土對鋪設面進行找平，然后再鋪設土工膜。為了避免施工過程中將石塊直接傾倒在土工膜上，一般是邊進行土工膜的鋪設邊進行保護層的施工。為了確保連接部位出現滲漏現象，土工膜與周邊結構物用膨脹螺栓和壓條錨固，并且在連接部位涂刷乳化瀝青粘接。復合土工膜在低土石壩中的應用已較為普遍，有些中高土石壩也在嘗試應用復合土工膜作為大壩防滲體。

復合土工膜處于水下時，老化非常慢，在正常的保護條件下，其壽命可達50~100年。但在應用過程中容易發生幾個問題：第一，復合土工膜是高分子化合物的柔性材料，厚度較薄，容易破裂；第二，在低溫環境下，性能惡化，容易脆裂；第三，在接觸陽光、氣候冷熱交替時，復合土工膜老化速度加快；第四，容易受酸性、堿性或礦物油等化學腐蝕。復合土工膜是大壩最主要的防滲體，它在水庫運行期間隨大壩同步變形，而且受外界氣溫、水溫、日照、庫水位的共同作用下。