土工膜保护层其实不仅仅是覆盖回填在其上的土料，而是从底面基层开始进行铺设的，他们与土工膜上面的保护层同时对土工膜进行全方位的保护，让土工膜拥有长的使用寿命。

一般的防渗层要在土工膜之上铺设保护层。保护层的结构、层次和材料与工程的重要性，根据工程的具体情况，经过周密的研究，提出合理的设计方案。
透水的垫层除直接保护土工膜外，还可及时排除以上的水，对保护层的稳定有利。本身就具有垫层的功能，不需再加铺针刺土工织物。素土、砂、无尖角的砂砾都可用作垫层。

一般工程的保护层常用素土，砂砾石，预制或现浇的众混凝土板或铁丝网混凝土板、浆砌块石、干砌块石等。土工膜此保护层是为了防御波浪的淘刷、风沙的吹蚀、风力的掀动、以及膜下水压力的顶托而浮起等。

铺设后的土工膜层上铺设防护层，所述防护层包括铺设于所述土工膜层上的壤土层和铺设于所述壤土层上的卵石层。此方法可以有效增加土工膜的机械强度、抗老化性能等多种性能，可以降低施工和使用中的破损率，能够延长土工膜的有效寿命，还能够降低铺设成本，可以适用于大面积的铺设。