一般土工膜的老化本質是高分子聚合物的老化反應過程。自然環境中的陽光、水、氧氣、熱等會促使聚合物產生“老化”，即聚合物降解的化學過程。聚合物降解的實質是：斷鏈、交聯、分子鏈結構改變、側基改變及其組合效應，并經歷以下階段:鏈的引發、鏈的增加、鏈的支化、鏈的終止，最終變成降解與交聯并存的惰性產物，導致土工合成材料喪失或部分喪失使用功能。

1、光氧老化機理

光氧老化的本質是在紫外線作用下，聚合物分子結構的雙鍵首先裂解成自由基，然后迅速與氧結合形成氫過氧化物(ROOH)，加速聚合物高分子鏈的裂解和交聯反應，最終得到降解與交聯共存的惰性產物，使材料的性能大幅下降。

2、熱氧老化機理

埋藏條件下的土工膜的熱氧老化機理是大分子積蓄足夠的能量引發鏈式反應，使得分子鍵斷裂，破壞纖維的力學性能。

3、應力老化機理

應力老化分為化學老化和物理老化。在化學老化中，應力不直接破壞分子鍵，而是通過改變聚合物的鍵長或鍵角來降低鍵段的活化能，提高大分子鍵的活性，從而消耗很少的能量使反應發生。物理老化是指高分子材料在長期應力作用下，其化學組成和基本結構保持不變，但力學性能卻發生明顯變化。