涂膜防水涂料根据其涂膜厚度，可分为薄质防水涂料和厚质防水涂料。涂膜总厚度在3mm以内的涂料为薄质防水涂料，涂膜总厚度在3mm以上的涂料为厚质防水涂料，二者在其施工工艺上有一定的差异。
薄质防水涂料一般有反应型、水乳型或溶剂型的高聚物改性沥青防水涂料或合成高分子防水涂料。目前常用的薄质防水涂料有：再生橡胶沥青防水涂料、氯丁胶沥青防水涂料、丁基橡胶改性沥青防水涂料、丁苯橡胶改性沥青防水涂料、聚氨酯防水涂料、焦油聚氨酯防水涂料、APP防水涂料、硅橡胶防水涂料等。由于涂料的品种不同，其性能、涂刷遍数、涂刷的时间间隔都有一定的差异。
薄质防水涂料的主要施工方法有刷涂法和刮涂法，结合层涂料可以采用喷涂或滚涂法施工。
防水涂料有单组分和双组分之分，若是单组分涂料，理想的方法是将桶装涂料倒入开口容器内，采用搅拌器搅拌均匀，并用过滤布将杂质、结膜布等滤去后即可使用。
双组分防水涂料，每份涂料必须在配料前搅拌均匀，配料应严格按照配合现场配制，配料计量其误差不得超过±5%范围。涂料混合时，应先将主剂放入搅拌器内，然后放入固化剂并立即搅拌3~5min，使之充分均匀，颜色一致，如涂料稠度太大涂布困难时，可根据厂家提供的品种和掺量适当掺入稀释剂。配料时要注意，每次配量应根据涂布施工速度和涂料的固化时间确定。所使用的搅拌器应功率大，但旋转速度不宜太高，以防止因旋转速度快将空气裹入，导致涂刷时涂膜容易起泡。
涂层厚度直接影响防水质量，一般在涂膜防水施工前，必须根据设计要求的每1m2涂料用量、涂膜厚度及涂料材性，事先试验确定每道涂料的涂刷厚度以及每个涂层需要涂刷的遍（道）数。一般要求面层至少要刷涂两遍以上，合成高分子涂料还要求底层涂层的厚度应有1mm后方能铺设胎体增强材料。
结合层涂料，又叫基层处理剂。在涂料涂布前，先喷（刷）涂一道较稀的涂料，以增强涂料与基层的黏结。结合层涂料的使用应与涂层涂料配套使用，若使用水乳型防水涂料，可用掺0.2%~0.5%乳化剂的水溶液或软化水将涂料稀释，其配合比为防水涂料＋乳化剂溶液（或软水）（1＋0.5~1.0）。如无软水，可用冷开水代替，切忌使用一般水（天然水或自来水）。若使用溶剂型防水涂料，由于其渗透能力比水乳型防水涂料强，可直接用涂料薄涂一遍，若涂料较稠，可用相应的稀释剂稀释后再使用。对于高聚物改性沥青防水涂料，可用煤油＋30号石油沥青（60＋40）的沥青溶液作为结合涂料。结合层涂料应喷涂或刷涂，刷涂时要用力薄涂，使涂料进入基层表面的毛细孔中，使之与基层牢固结合。
在大面积涂料涂布前，先要按设计要求做好特殊部位附加增强层，即在屋面细部节点（如水落管、檐沟、女儿墙根部、阴阳角、立管周围等）加铺有胎体增强材料的附加层，首先在该部位涂刷一遍防水涂料，随即铺贴事先已剪好的胎体增强材料，然后用软刷反复干刷、贴实、干燥后再涂一道防水涂料。水落管口处四周与檐沟交接处应先用密封材料进行密封，再加铺有两层胎体增强材料的附加层，附加层涂膜伸入水落口杯的深度不少于50mm。在板端处应设置缓冲层，以增加防水层参加拉伸的长度。缓冲层用宽200~300mm聚乙烯膜空铺在板缝上，为了不使薄膜被风刮起或移位，可用涂料临时点粘固定，塑料薄膜之上增铺有胎体增强材料的空铺附加层。
为了防止收头部位出现翘边现象，所有收头均应用密封材料封边，封边宽度不得小于10mm。收头处有胎体增强材料时，应将其剪齐，如有凹槽则应将其嵌入槽内，用密封材料嵌严，不得有翘边、皱折和露白等现象发生。