Hidroizolācijas membrāna ir materiāla slānis, kas novērš ūdens pārvietošanos. Šos materiālus izmanto milzīgā produktu klāstā, taču šo terminu parasti lieto, runājot par būvniecību vai apģērbu. Abos gadījumos membrāna parasti tiek novietota starp diviem citiem slāņiem. Tas gan aizsargā hidroizolācijas membrānu, gan izveido fizisku daļu, kas atdala ūdensnecaurlaidīgo un neūdensnoturīgo zonu. Lietojot būvniecībā, nereti ir vairāki hidroizolācijas slāņi gan ēkas iekšpusē, gan apkārtējās vietās.
Ūdensnecaurlaidība bieži vien ir pakāpes, nevis noteiktības jautājums. Divi priekšmeti, kas abi ir ūdensnecaurlaidīgi, var ļaut nelielam ūdens daudzumam iekļūt tajos pilnīgi atšķirīgos apstākļos. Šīs vielas ir pretstatā ūdensizturīgām, kur ūdens var pārvietoties pa tām zināmā mērā jebkuros apstākļos. Piemēram, ūdensnecaurlaidīga membrāna vairumā gadījumu var pilnībā aizturēt ūdeni, bet, ja tā kļūst pārāk silta vai auksta, cauri var izplūst neliels daudzums. Ūdensizturīgs slānis ļautu iekļūt neatkarīgi no temperatūras.
Ja apģērbā tiek izmantota hidroizolācijas membrāna, tā parasti ir ļoti viegla un trausla, pēc biezuma un svara līdzīga plastmasas atkritumu maisam. Šie slāņi ir iestiprināti starp diviem auduma slāņiem un ķīmiski savienoti. Ir svarīgi, lai audums nebūtu iešūts, jo tas radītu slānī necaurlaidīgus caurumus. Šis daudzslāņu materiāls tiek ievietots apģērba iekšpusē, parasti kopā ar papildu aizsargpolsterējuma slāņiem. Šie slāņi ir izplatīti jakās un apavos, jo tie bieži vien sastāv no vairākiem slāņiem.
Būvniecībā lielākā daļa hidroizolācijas membrānu atrodas ap pamatu un pagraba sienām. Šie slāņi parasti atrodas betona sienās, gar iegremdēto teritoriju ārējo virsmu vai stratēģiski izvietoti ap ēku. Tā kā cilvēkiem tie nav jāvalkā, tie ir biezāki un izturīgāki nekā tie, kas atrodami apģērbā, taču joprojām ir pakļauti nejaušiem caurumiem. Papildus sintētiskajām membrānām dažās ēkās tiek izmantoti dabīgo materiālu slāņi, lai novērstu ūdens kustību vai novirzītu to uz noteiktām vietām.
Ievietojot sienā, faktiskā hidroizolācijas membrānas konstrukcija ir gandrīz identiska apģērba iekšējai konstrukcijai. Membrāna ir savienota ar citiem materiāliem, bieži vien tieši pie sienas vai cieta sekundāra materiāla, un tiek ievietota sienas dobumā. Šie slāņi ļauj ūdenim iekļūt pusē sienas, bet bloķē to no iekļūšanas otrā pusē.
Ārējās hidroizolācijas membrānas parasti nav iestiprinātas kā iekšējās membrānas, un tāpēc tās ir veidotas tā, lai tās būtu daudz stiprākas. Lielākā daļa ir novietoti tieši pret ēkas ārpusi, neļaujot ūdenim vispār iekļūt. Tie ir izplatīti lielākajā daļā jauno ēku un tiek uzskatīti par standarta ēkas norobežojošo konstrukciju daļu.