Do tính chất nằm sâu trong lịng đất nên kết cấu cơng trình ngầm chịu lực tương đối phức tạp. Nội lực trong vỏ hầm phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: tính chất của đất đá, cấu tạo địa tầng, hình dạng và kích thước vỏ hầm, phương pháp thi cơng cũng như đặc điểm sử dụng cơng trình ngầm. Về cơ bản cĩ 2 phương pháp tính tốn cơng trình ngầm là theo phương pháp lực và phương pháp biến dạng.
Các phương pháp lực sử dụng các giả thiết về nền biến dạng cục bộ hay nền biến dạng tuyến tính làm cơ sở xác định chuyển vị của địa tầng trên vách hang, đưa về các sơ đồ tính tốn của cơ học kết cấu. Các phương pháp lực cĩ ý nghĩa thực nghiệm lớn, quá trình tính tốn nĩi chung khơng quá phức tạp, đã được vận dụng nhiều trong thực tế. Phương pháp lực cĩ một số tác giả như SN.Naumov, G.G. Zurabov, S.A. Orlov, S.S. Đavưđov, I.A. Malikova, phương pháp thay thế bằng hệ thanh của Viện thiết kế đường tàu điện ngầm Maxcơva…
Phương pháp biến dạng tính tốn kết cấu cơng trình ngầm giả thiết mơi trường biến dạng liên tục, xem vỏ hầm là một vịng cĩ bề dày nhỏ đặt trong chu vi lỗ khoét của địa tầng để xác định trạng thái ứng suất trong điều kiện cùng chịu lực của vỏ hầm và mơi trường xung quanh, nghĩa là cĩ xét đến tác dụng tương hỗ của khối địa tầng và vì chống. Trong quá trình tính đưa về các sơ đồ tính tốn của lý thuyết đàn hồi. Phương pháp biến dạng cĩ một số tác giả như Ya. Bialer, K.V.Ruppenneyt, V.A. Lutkin, A.N. Dranovxki, B.G. Galerkin, M.M. Protodiakonov, …