测量土工膜厚度通常涉及两大类方法：机械式和非接触式。机械式方法依赖于诸如千分尺和测厚规等工具进行直接测量。这种方法适用于对小面积土工膜进行厚度测量，能够提供较高的精度。然而，这种方法对操作人员的技能和责任感要求较高，因为人为因素可能会对测量结果产生影响。另一方面，非接触式方法使用超声波测厚仪，该仪器通过发射超声波并接收其反射回来的信号来计算土工膜的厚度。这种技术非常适合于大面积土工膜的厚度测量，因其具备高精度和快速测量的优点。但是，测量结果的准确性会受到探头与土工膜表面耦合质量的影响。
土工膜的厚度偏差范围主要受其表面处理方式的影响，分为光面和糙面两种。对于光面土工膜，厚度偏差应保持在±10%以内；糙面土工膜的厚度偏差则应保持在±15%以内。以标准厚度1.2mm的土工膜为例，光面土工膜的实际厚度应在1.08mm至1.32mm之间，糙面土工膜的实际厚度应在1.02mm至1.38mm之间。
针对不同用途的土工膜，如底部防渗、临时覆盖和终场覆盖，厚度要求也有所不同。底部防渗需使用厚度超过1.5mm的土工膜，临时覆盖可使用厚度超过0.5mm的土工膜，终场覆盖则可使用厚度超过1.0mm的土工膜。