設施栽培是在不適宜西瓜生長的季節，在密閉或基本密閉的條件下進行種植的一種生產方式。棚內溫、光、水、氣等綜合條件，隨著外界氣候的變化而變化。因此，必須根據氣候條件及西瓜的生育階段，對棚內的環境條件做必要的調控，以保證西瓜正常生長。
一、光照調控
陽光是熱量的源泉，也是光合作用能量的來源。冬春季在設施保護條件下，光照弱是制約生產的主要因素。因此，應想方設法提高光照度，改善棚內的光照條件。
1、改進結構
大（中）棚的方位、透光面與地面的角度，建築材料的遮陰面，對透光性及光照的分布有著密切的關係。
大、中棚方位以南北延長為宜，東西兩側受光均勻。
透光率與光線的入射角（光線與被照射的平面法線所成的夾角）大小有直接關係，入射角越小，透過率越低。但是，這種關係不是直線關係，入射角在0°～40°，透光率下降幅度較小，入射角在40°～60°，透光率下降明顯。入射角取決於太陽高度，太陽高度在一天中以中午為最大，日出、日落時最小。
設施骨架造成遮陰，影響光線透過。因此，設施骨架面積與溫室總透光面積之比（結構比）越小，透光越優越。竹架設施遮陰面較大，無支柱設施遮光率小。所以，選擇強度大、尺寸小的建材，減少框架、立柱，是提高透光率的重要措施之一。
2、選擇透光好的塑料薄膜
不同種類的塑料薄膜，其光學性能有所不同，透光率有一定的差異。常用的塑料薄膜有聚氯乙烯膜（PVC）、聚乙烯薄膜（PE）和乙烯-醋酸乙烯膜（EVA），其中PE應用最廣，其次是PVC。按薄膜性能，可分為普通膜、長壽膜、無滴膜、長壽無滴膜、複合多功能膜等，以無滴膜應用最廣。
從薄膜的透光性能來看，無滴膜透光率較好。據測定，無滴膜比其他薄膜透光率高5％，光照度較普通膜增加13.5％～26％，使棚內增溫快，並迅速提高氣溫、地溫。氣溫日平均可增加0.1～2.2℃，5cm地溫增加0.1～0.7℃，10cm地溫增加0.1～0.6℃，增加有效積溫。在使用上要注意，早春大（中）棚處於密閉狀態時，無滴膜棚內常生成大量霧滴，易導致病害發生，必須早期防治，後期注意通風，調節棚內溫濕度。
3、合理的栽培管理
大（中）棚的日常管理，與改善棚內光照條件有著密切的關係。其主要管理措施是全畦地膜覆蓋，改漫灌或溝灌為膜下滴灌；在室內溫度許可的條件下，增加通風，降低空氣濕度，從而提高透光率；及時揭、蓋覆蓋物，以延長光照時間，在陰天採取早揭晚蓋，充分利用散射光，並保持棚膜清潔透明；合理密植和高畦栽培等。
二、溫度調控
溫度調控包括防寒保溫和防止高溫危害。溫度調節原則上按西瓜的需溫規律進行。西瓜不同生長期對溫度要求有所不同，晝夜應維持一定的溫差變化。
溫度應與光照條件相適應。晴天光合適溫較高，需較高的溫度；陰天光合適溫較低，可調低棚溫。氣溫高時地溫相應高些，氣溫低時地溫適當提高，這樣有利於西瓜生長。冬春設施栽培通常是地溫不足，提高地溫尤為重要。
1、多層覆蓋
棚內設置多層保溫設施和地面覆蓋，有顯著的保溫效果。
2、增施有機肥
增施有機肥以增加土壤蓄熱保溫能力。
3、高畦栽培
高畦栽培可增加地面吸熱面積。
三、濕度調控
大（中）棚冬春栽培，西瓜前期基本是在密閉條件下生長，如棚內空氣流動性小，水分蒸發少，空氣濕度過高，容易引發病害。因此，應降低棚內空氣濕度。其主要措施如下。
1、控制灌水量。 冬春季灌水量應少，灌水次數也不宜過多，可根據土壤乾濕和植株長勢加以掌握。春季隨溫度升高，灌水量和灌水次數可適當增加。灌水應按「冷尾暖頭」的要求，在晴天上午進行。這樣，灌水後地溫迅速回升，陰天或傍晚一般不灌水。
2.、改進灌水方法。 改漫灌、畦灌為滴灌，可提高地溫，降低空氣濕度，減少病蟲害，並可節約用水量60％～80％。
3、畦面全層覆蓋。 畦面全層覆蓋是減少土壤水分蒸發，降低棚內空氣濕度的有效方法，對於防病、增產和改善西瓜商品品質具有明顯作用。
4、合理通風換氣 。通風是降低棚內空氣濕度的重要手段。冬季，通風降濕往往與保溫有矛盾，原則上應在不影響保溫的前提下，儘可能加大通風量，延長通風時間，陰天也要適當通風。晴天應加強通風，通風能補充棚內的二氧化碳。此外，選用無滴膜做覆蓋材料，對降低空氣濕度有一定效果。