球阀的启闭件是带有圆形通道的球体，绕垂直于通道的轴线旋转，球体随阀杆转动从而达到启闭通道的目的。球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。可根据工况需要，装配不同的驱动装置形成多种不同控制方法的球阀，如电动球阀，气动球阀，液动球阀等等。
按结构形式可分：
一、浮动球球阀
球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。
浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的戴荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构，广泛用于中低压球阀。
二、固定球球阀
球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。
为了减少球阀的操作担矩和增加密封的可用程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。
三、弹性球球阀
球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依照介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。
弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通道时，用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头，球体随之恢复原原形，使球体与阀座之间出现很小的间隙，可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。
常用的球阀分类方法还有以下几种：
按压力大小：高压球阀，中压球阀，低压球阀
按流道类型：全通径球阀，缩径球阀
按通道位置：直通式，三通式，直角式
按温度高低：高温球阀，常温球阀，低温球阀，超低温球阀
按密封形式：软密封球阀，硬密封球阀
按阀杆装配：上装式球阀，侧装式球阀
按连接形式：法兰球阀，焊接球阀，螺纹连接球阀，卡箍球阀
按驱动方式：手动球阀，自动控制球阀（气动球阀，电动球阀，液动球阀）
按口径大小：超大口径球阀，大口径球阀，中口径球阀，小口径球阀
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