为了提高塑料温室大棚的保温性能，通常的做法是在塑料温室大棚内增加二道幕.三道幕，最多可以做到5层保温（含地膜层）。据介绍每增加1层保温，能使室内气温提高1℃~3℃。在冬天气温比较温和的长江流域以南和华北南部，甚至西北地区南部（包括甘肃的天水地区.陕西的安塞地区等）利用塑料温室大棚多层保温冬季生产叶菜均能安全越冬，或能够使果菜大幅度提早或延后生产。
韩国为提高塑料温室大棚的保温性能，一般将大棚做成连体温室，通常3跨~4跨。温室采用双层骨架，分别覆盖塑料薄膜，并在每层塑料薄膜上安装卷膜开窗。夏季可将全部通风口打开通风，冬季则严格密封通风口，增强温室的保温性能。除双层薄膜覆盖外，温室内还增设两层独立的拉幕机构，安装保温幕，与塑料薄膜一起构成4重保温。据测定，这种温室在不加温的条件下，能够保持最小内外温差10℃左右。相比单层塑料薄膜的塑料温室大棚，其保温性能得到显著提升（一般的塑料温室大棚夜间室内外温差几乎为0，晴朗少云天气凌晨还可能还会出现“逆温差”，即室内温度反而低于室外温度的显像）。
上述温室内保温的做法，由于覆盖（保温）材料薄，热阻小，材料自身的保温能力有限，提高温室的保温能力主要依靠覆盖层间空气的绝热性能来获得。一般干燥静止，两层覆盖之间的空气间层就不宜过大，一般应控制在20cm以内，这种要求要求在工程上往往难以实现。此外，随着温室保温层数的增加，温室的总体保温能力也并非线性增加，但造价和室内的遮阳杆件却在不断增加，太多的内保温覆盖也给温室内的生产管理带来不便。
仿效日光温室外保温的方法，采用高保温性能的保温被，覆盖塑料温室大棚的外表面，可省去内保温的多层骨架，不仅能降低温室大棚的造价，而且温室室内遮阳部件少，对温室室内的光照度和光照均匀性都可显著提升。
当然，这种改造对温室大棚骨架的承载力要求也相应增加，保温被的保温性能.防水性能.耐老化性能.机械强度等，如同日光温室一样，也需要相应提高。
保温被从温室大棚的两侧卷起，最终固定在屋脊。由于保温被堆积在屋脊后使温室大棚的局部荷载增大，所以，设计中采用了一排中柱，通过屋脊梁，可以将屋脊处保温被的载荷直接传递给中柱，对温室大棚整体骨架的载荷增量并不明显。由于增加了中柱，大棚的跨度可以增加到10m~12m，甚至更大，同时也提高了温室大棚的空间尺寸和土地利用率，尤其适合于种植高大的果树品种
