膜结构建筑当光线入射到膜面会分为反射、透射、吸收三部分。不同膜材对不同波段光的反射、吸收、透射率差异较大。红外线吸收率高、紫外线投射率高。对大约550nm波段光（自然日光、太阳光），织物膜、热塑性薄膜光特性差异巨大。膜对典型太阳光特性，反射光73%，透光13%，膜吸收14%。对特殊室内膜，遮阳膜，透光率可高达50%。ETFE、等膜可达95%。因此，在膜建筑光设计是，应充分了解不同膜材日光基本特性。
膜建筑光环境设计考虑两个层次，第一次为照明光设计，第二为艺术光设计。从采光照明设计考虑，应充分利用膜对自然日光高透光率，实现天然光采光，从而获得充足、均匀的光照度，满足工业与民用作业面上“采光等级一般或精细”要求，节约能源。
艺术光设计是膜建筑设计重要的一环，特别是大型公共建筑。由于膜材的透光性（双向性）、漫射光特性，在膜建筑内布置特定功率、数量、颜色的彩色灯具，在夜间、节日喜庆等场合使用艺术灯，可得到极佳的建筑艺术效果。ETFE膜透光95%，似无色透明，其色彩完全由灯光决定，慕尼黑安联体育场更是基于此设计为梦幻般动态彩色建筑。
膜结构建筑光环境，当日光照射膜面，部分透射入室内，照明室内工作面，在地面、墙面、以及膜内面反射，形成柔和光环境。