土工膜的核心作用就是防渗，常被称作工程中的“防水屏障”。它利用极低的渗透性来阻隔水、液体或气体迁移。具体体现在以下四方面：

· 防渗（最核心）
这是它的本质功能。能有效阻挡水分、渗滤液或有害液体向下渗漏，保护地下水与土壤。比如在人工湖、景观湖中防止水体流失，在垃圾填埋场、尾矿库中防止污水污染环境。
· 隔离与阻断
将上下两层物质完全隔开，防止细颗粒土受水流冲刷流失，或阻断下层毛细水上升，常用于铁路路基、盐碱地治理中阻断盐水上返。
· 防护（配合使用）
物理强度高，耐酸碱耐老化。在水流冲刷处（如河道、堤坡）能保护下面的土体不被冲走；当铺设在混凝土板下时，还能消除水压力对结构缝的破坏。
· 加固（复合膜）
土工膜本身抗拉强度有限，但通常热复合一层土工布制成复合土工膜。这样一来，防渗的同时提高了整体抗撕裂、抗顶破的能力，增加了与土层的摩擦力。