我國北方冬季比較寒冷， 為了使環境溫度適宜， 節能保溫， 屋面往往需要設置保溫層。 保溫材料一般質輕、多孔、導熱係數小。 常用的保溫材料有膨脹珍珠岩、膨脹蛭石、爐渣、聚苯板、加氣混凝土、陶粒混凝土、聚苯顆粒等。 而這些保溫材料的吸水率較高， 進水後容易造成保溫層失效， 所以做保溫層的同時需要做防水層。
防水保溫屋面一般是先做保溫層， 然後在保溫層上再做防水層， 這樣的做法叫正置屋面。 這樣的做法， 可以很好得保護保溫層， 也能防止雨雪水等侵入保溫層， 但防水層容易受熱脹冷縮及外力作用影響而失效，
如果防水保溫屋面先做防水層再做保溫層， 這種做法叫倒置式屋面。 這樣的做法跟正置屋面相比， 可以保護防水層， 防止室內濕氣入侵保溫層， 但不能避免外界水對保溫層的損害。 最好的做法是做兩層防水， 在鋪設保溫層之前先做一層防水保護， 然後再鋪設保溫層， 接著用防水卷材做一防水層， 這樣就萬無一失了。
還有一種防水材料叫防水透氣膜， 設置在保溫層上可起到透氣但隔絕水分的功效， 這樣用在正置式屋面上可以起到很好的作用。