我国北方冬季比较寒冷，为了使环境温度适宜，节能保温，屋面往往需要设置保温层。保温材料一般质轻、多孔、导热系数小。常用的保温材料有膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、炉渣、聚苯板、加气混凝土、陶粒混凝土、聚苯颗粒等。而这些保温材料的吸水率较高，进水后容易造成保温层失效，所以做保温层的同时需要做防水层。
防水保温屋面一般是先做保温层，然后在保温层上再做防水层，这样的做法叫正置屋面。这样的做法，可以很好得保护保温层，也能防止雨雪水等侵入保温层，但防水层容易受热胀冷缩及外力作用影响而失效，需要定期检查。同时，加入室内空气湿度较大，水汽容易进入保温层而散发不出去，使保温效果大打折扣。
如果防水保温屋面先做防水层再做保温层，这种做法叫倒置式屋面。这样的做法跟正置屋面相比，可以保护防水层，防止室内湿气入侵保温层，但不能避免外界水对保温层的损害。最好的做法是做两层防水，在铺设保温层之前先做一层防水保护，然后再铺设保温层，接着用防水卷材做一防水层，这样就万无一失了。
还有一种防水材料叫防水透气膜，设置在保温层上可起到透气但隔绝水分的功效，这样用在正置式屋面上可以起到很好的作用。
