Geomembrane su nepropusne membrane koje se koriste zajedno sa stijenama ili zemljom za blokiranje migracije tekućine u strukture koje je napravio čovjek. U većini slučajeva izrađeni su od sintetičkih polimera. Za razliku od drugih metoda kontrole kretanja tekućine, kao što je korištenje gline, asfalta ili pijeska stabiliziranog cementom, ove membrane nemaju gotovo nikakvu propusnost ako u materijalu nema rupa. Zbog svoje fleksibilnosti, mogu pristati na slijeganje i pomicanje tla. Geomembrane se također mogu nazvati sintetičkim oblogama, polimernim membranama ili fleksibilnim membranskim oblogama.
Geomembrane se najčešće izrađuju od polivinil klorida (PVC), polietilena srednje gustoće, klorosulfoniranog polietilena ili sličnog materijala. Zbog svoje sposobnosti blokiranja tekućina, mogu pomoći u sprječavanju raspršivanja onečišćenja, a mogu se koristiti s oblogama tla ili geotekstilom za stvaranje kompozitnog sustava obloge koji pruža dodatnu sigurnost. Geotekstilne tkanine, izrađene od poliestera ili polipropilena, koriste se s tlom za filtriranje, pojačanje ili drenažu u mnogim građevinskim primjenama kao što su nasipi, kanali i željeznice.
Ove se membrane uglavnom koriste kao obloge na odlagalištima kako bi se spriječilo da kemikalije ili druge opasne procjedne vode zagađuju okolno područje. Kada odlagalište dosegne svoj maksimalni kapacitet, preko njega se često postavlja završni pokrov od geomembrane kako bi se spriječio izlazak plinova i prodor kiše. Međutim, ove membrane imaju mnoge druge primjene i korisne su gdje god treba kontrolirati ili spriječiti kretanje tekućine. Mogu se koristiti za nešto tako jednostavno kao što je izgradnja ukrasnog ribnjaka ili potencijalno opasna kao što je zadržavanje izlijevanja iz spremnika za skladištenje kemikalija. Mogu se koristiti u rudarstvu kako bi sadržavali kemijske otopine ili kako bi smanjili gubitak metala koji se izlužuju iz rude.
Prilikom pripreme prostora za postavljanje geomembrane, tlo se mora osloboditi svih oštrih predmeta poput štapića koji bi mogli probušiti oblogu; ako je potrebno, geotekstil se može postaviti ispod kako bi se smanjio rizik od pokidanja. Ploče geomembranske obloge obično se lijepe na susjedne šavove, ekstruzijskim zavarivanjem, vrućim klinom ili zavarivanjem vrućim zrakom. Općenito, zavarivanje toplim zrakom koristi se kao privremena mjera za imobilizaciju obloge prije nanošenja ekstruzijskog zavara. Šavovi se naknadno ispituju kako bi se osiguralo da nema curenja i da su pravilno spojeni.
Geomembrane koriste mnoge tvrtke i izvođači u nastojanju da minimiziraju učinak aktivnosti ljudskog razvoja na okoliš. Stoga, iako se geomembranske obloge koriste u mnogim primjenama, one su posebno važne za zadržavanje otpada. Proizvedeni su od vrlo izdržljivih materijala, često s očekivanim vijekom trajanja od stotina godina. Moraju biti otporni na kemikalije i na habanje, kako protok vremena i korozija ne bi utjecali na integritet obloge i zaštitili okoliš.