复合土工膜是土工膜（聚合物膜）与针刺土工织物加热压合或用胶黏剂粘合而成，其中土工膜实现防渗作用。土工织物保护土工膜，避免其防水层被碎石刺破、敷设时被人或机械压坏，同时土工织物有可以起到排水层的作用，排出渗透水或孔隙水后可防止土工膜被压力水或气抬起以及加速土工膜下面的垫层排水固结。

复合土工膜是由土工膜和土工织物（有纺或无纺）或其它高分子材料两种或两种以上的材料的复合制品。与土工织物复合时，可生产出一布一膜、二布一膜（二层织物间夹一层膜）等规格。其宽幅4~6m，重量为200~1,500g/m2，抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高，产品具有强度高，延伸性能较好，变形模量大，耐酸碱、抗腐蚀，耐老化，防渗性能好等特点。

近些年来，土工合成材料在土木工程中的应用得到了越来越多的工程技术人员重视，特别是在防洪抢险工程中的大量应用。在施工过程中，需要先用小粒径的砂土或粘土对铺设面进行找平，然后再铺设土工膜。为了避免施工过程中将石块直接倾倒在土工膜上，一般是边进行土工膜的铺设边进行保护层的施工。为了确保连接部位出现渗漏现象，土工膜与周边结构物用膨胀螺栓和压条锚固，并且在连接部位涂刷乳化沥青粘接。复合土工膜在低土石坝中的应用已较为普遍，有些中高土石坝也在尝试应用复合土工膜作为大坝防渗体。

复合土工膜处于水下时，老化非常慢，在正常的保护条件下，其寿命可达50~100年。但在应用过程中容易发生几个问题：第一，复合土工膜是高分子化合物的柔性材料，厚度较薄，容易破裂；第二，在低温环境下，性能恶化，容易脆裂；第三，在接触阳光、气候冷热交替时，复合土工膜老化速度加快；第四，容易受酸性、碱性或矿物油等化学腐蚀。复合土工膜是大坝最主要的防渗体，它在水库运行期间随大坝同步变形，而且受外界气温、水温、日照、库水位的共同作用下。