測量土工膜厚度通常涉及兩大類方法：機械式和非接觸式。機械式方法依賴于諸如千分尺和測厚規等工具進行直接測量。這種方法適用于對小面積土工膜進行厚度測量，能夠提供較高的精度。然而，這種方法對操作人員的技能和責任感要求較高，因為人為因素可能會對測量結果產生影響。另一方面，非接觸式方法使用超聲波測厚儀，該儀器通過發射超聲波并接收其反射回來的信號來計算土工膜的厚度。這種技術非常適合于大面積土工膜的厚度測量，因其具備高精度和快速測量的優點。但是，測量結果的準確性會受到探頭與土工膜表面耦合質量的影響。
土工膜的厚度偏差范圍主要受其表面處理方式的影響，分為光面和糙面兩種。對于光面土工膜，厚度偏差應保持在±10%以內；糙面土工膜的厚度偏差則應保持在±15%以內。以標準厚度1.2mm的土工膜為例，光面土工膜的實際厚度應在1.08mm至1.32mm之間，糙面土工膜的實際厚度應在1.02mm至1.38mm之間。
針對不同用途的土工膜，如底部防滲、臨時覆蓋和終場覆蓋，厚度要求也有所不同。底部防滲需使用厚度超過1.5mm的土工膜，臨時覆蓋可使用厚度超過0.5mm的土工膜，終場覆蓋則可使用厚度超過1.0mm的土工膜。