El disseny dels impermeables no és només una qüestió de consideracions estètiques; és un projecte d'enginyeria sistemàtica que integra la ciència dels materials, la mecànica de fluids i l'ergonomia. El seu objectiu principal és bloquejar eficaçment la intrusió d'aigua líquida alhora que garanteix la comoditat, la llibertat de moviment i l'adaptabilitat a diversos escenaris, proporcionant així una protecció estable a l'usuari en condicions meteorològiques complexes.
Els mecanismes d'impermeabilització són la pedra angular del disseny. Els impermeables aconsegueixen la impermeabilització principalment a través de dues vies: en primer lloc, basant-se en les propietats hidròfobes dels materials de baixa energia superficial, dificultant l'adherència de les gotes d'aigua i fent-les rodar ràpidament; segon, utilitzant una estructura densa o microporosa com a barrera física per evitar que les molècules d'aigua penetrin. Els impermeables-moderns d'alt rendiment sovint utilitzen teixits compostos. La capa exterior es tracta amb un agent repel·lent a l'aigua (DWR) durador per crear una superfície texturada a nivell de micres-, reduint l'angle de contacte amb l'aigua i fent que les gotes d'aigua surtin i llisquin; la capa interior utilitza tecnologia de premsat-de revestiment o de recobriment per segellar els porus de la tela, bloquejant la penetració d'aigua líquida. Per als estils que requereixen transpirabilitat, s'utilitzen membranes microporoses amb mides de porus més petites que les gotes d'aigua però més grans que les molècules de vapor d'aigua. La diferència de pressió fa que el vapor de la suor es difongui cap a l'exterior, aconseguint un equilibri dinàmic entre impermeabilitat i transpirabilitat.
El disseny estructural gira al voltant de l'ergonomia. La silueta de l'impermeable s'ha d'ajustar als patrons de moviment del cos. Les característiques de disseny habituals inclouen mànigues raglan, sastreria en tres-dimensionals i components ajustables (com ara cordons de caputxa i punys de velcro) per reduir la sensació de restricció durant la flexió i l'extensió de les articulacions. El disseny de la caputxa emfatitza un ajustament ajustat al cap i un ampli camp de visió, sovint incorporant una vora retràctil i un protector contra la pluja al coll per evitar que l'aigua de pluja s'infiltri pel coll. Les costures es troben majoritàriament en zones de menor tensió i estan totalment segellades-per cobrir forats, eliminant possibles canals de filtració. A més, per a escenaris especials com el ciclisme i el senderisme, l'espai tridimensional sota l'esquena i les aixelles està optimitzat per reduir la resistència al vent i l'acumulació de calor.
La integració funcional reflecteix un enfocament-orientat a escenaris. Les tires reflectants d'alta-visibilitat milloren la visibilitat en condicions de poca-llum segons els principis de reflexió òptica; els recobriments resistents a l'abrasió-augmenten la duresa de la superfície per resistir les ratllades de la sorra i la grava; i un disseny plegable lleuger utilitza una estructura de memòria elàstica i una tecnologia de compressió de volum per satisfer les necessitats de portabilitat. Sota la tendència de protecció del medi ambient, l'aplicació de materials de membrana basats en bio-i fibres reciclades permet assolir el rendiment impermeable i la sostenibilitat de manera sinèrgica.
L'essència dels principis de disseny de l'impermeable rau a utilitzar les propietats del material com a suport subjacent i, mitjançant l'optimització estructural i la integració funcional, la construcció d'un sistema de protecció que s'adapti a diversos entorns i necessitats humanes. L'evolució contínua d'aquest sistema està impulsant la transformació profunda dels impermeables des d'eines simples de protecció contra la pluja fins a equips intel·ligents-específics per a escenaris.