Bár első hallásra a tetőszigetelés inkább a kivitelezők és építészek feladata, valójában komoly tudományos háttér lapul mögötte. A bitumenes tetőszigetelés például a fizika, a kémia és az anyagtudomány elveire épül, hogy a lehető legjobban óvja az épületet az időjárás viszontagságaitól. A bitumen hőre lágyuló anyag, így a hővezetési és hőtágulási tulajdonságai kulcsfontosságúak a tartósság szempontjából. A tető folyamatosan ki van téve a napsugárzás, az eső, a hó és a szél hatásainak. Nyáron a tető felülete akár 70-80 Celsius-fokra is felmelegedhet, míg télen a fagy hatására mínusz fokokra hűl. A bitumenes tetőszigetelés anyagának rugalmasnak kell maradnia, hogy elviselje ezeket a szélsőséges hőmérsékleti ingadozásokat. Az anyagtechnológiai kutatások folyamatosan azon munkálkodnak, hogy a bitumen különböző polimer adalékokkal kombinálva jobban ellenálljon a hőtágulásból eredő repedéseknek.