体育馆跨度大，屋顶结构在整个建筑设计中占重要地位，对建筑造型起决定性的作用。体育馆的兴建促进了大跨度结构建筑的发展。可供采用的有空间网架结构、悬索结构、充气结构等。北京首都体育馆、南京五台山体育馆的屋顶是空间网架结构；北京工人体育馆的屋顶是悬索结构；美国密歇根州庞蒂亚克体育馆的屋顶是充气结构；联邦德国慕尼黑奥运会体育中心体育馆的屋顶是张力结构。