Hidroizolacijska membrana je sloj materijala koji sprječava prolaz vode. Ovi se materijali koriste u velikom rasponu proizvoda, ali se izraz općenito koristi kada se odnosi na konstrukciju ili odjeću. U oba slučaja, membrana se obično postavlja između dva druga sloja. To istovremeno štiti vodonepropusnu membranu i stvara fizički dio koji razdvaja vodootporna i nevodootporna područja. Kada se koristi u građevinarstvu, nije neuobičajeno da postoji više slojeva hidroizolacijske membrane kako unutar zgrade tako i u područjima oko nje.
Vodootpornost je često pitanje stupnja, a ne sigurnosti. Dva predmeta koji su oboje vodootporni mogu dopustiti malim količinama vode da prodru u njih u potpuno različitim okolnostima. Te su tvari u suprotnosti s vodootpornim, gdje se voda može kretati kroz njih do određenog stupnja u svim okolnostima. Na primjer, vodootporna membrana može u potpunosti zadržati vodu u većini situacija, ali ako postane previše toplo ili hladno, male količine će proći. Vodootporan sloj omogućio bi prodiranje bez obzira na temperaturu.
Kada se hidroizolacijska membrana koristi u odjeći, ona je općenito vrlo lagana i krhka, po debljini i težini slična plastičnoj vrećici za smeće. Ovi slojevi su u sendviču između dva sloja tkanine i kemijski vezani. Važno je da tkanina nije ušivena, jer bi to stvorilo nepromočive rupe u sloju. Ovaj višeslojni materijal se zatim stavlja unutar odjeće, općenito zajedno s dodatnim slojevima zaštitne podloge. Ovi slojevi su uobičajeni u jaknama i obući, jer se ionako često sastoje od više slojeva.
U građevinarstvu se većina hidroizolacijskih membrana nalazi oko temelja i zidova podruma. Ovi slojevi su uglavnom unutar betonskih zidova, duž vanjske površine potopljenih područja ili strateški postavljeni oko zgrade. Budući da ih ljudi ne moraju nositi, deblji su i izdržljiviji od onih koji se nalaze u odjeći, ali su još uvijek podložni slučajnim ubodima. Osim sintetičkih membrana, neke zgrade koriste slojeve prirodnog materijala kako bi obeshrabrile kretanje vode ili ga usmjerile na određena područja.
Kada se postavi unutar zida, stvarna konstrukcija hidroizolacijske membrane gotovo je identična onoj unutarnjoj odjeći. Membrana se veže na druge materijale, često izravno na zid ili na tvrdi sekundarni materijal, i postavlja se unutar zidne šupljine. Ovi slojevi dopuštaju vodi da prodre u polovicu zida, ali blokiraju prodor u drugu polovicu.
Vanjske hidroizolacijske membrane obično nisu u sendviču kao unutarnje membrane i stoga su dizajnirane da budu mnogo jače. Većina je postavljena izravno uz vanjsku stranu zgrade, sprječavajući uopće ulazak vode. Oni su uobičajeni u većini novogradnji i smatraju se dijelom standardne ovojnice zgrade.