球閥的啟閉件是帶有圓形通道的球體，繞垂直于通道的軸線旋轉，球體隨閥桿轉動從而達到啟閉通道的目的。球閥只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。可根據工況需要，裝配不同的驅動裝置形成多種不同控制方法的球閥，如電動球閥，氣動球閥，液動球閥等等。
按結構形式可分：
一、浮動球球閥
球閥的球體是浮動的，在介質壓力作用下，球體能產生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上，保證出口端密封。
浮動球球閥的結構簡單，密封性好，但球體承受工作介質的戴荷全部傳給了出口密封圈，因此要考慮密封圈材料能否經受得住球體介質的工作載荷。這種結構，廣泛用于中低壓球閥。
二、固定球球閥
球閥的球體是固定的，受壓后不產生移動。固定球球閥都帶有浮動閥座，受介質壓力后，閥座產生移動，使密封圈緊壓在球體上，以保證密封。通常在與球體的上、下軸上裝有軸承，操作扭距小，適用于高壓和大口徑的閥門。
為了減少球閥的操作擔矩和增加密封的可用程度，近年來又出現了油封球閥，既在密封面間壓注特制的潤滑油，以形成一層油膜，即增強了密封性，又減少了操作扭矩，更適用高壓大口徑的球閥。
三、彈性球球閥
球閥的球體是彈性的。球體和閥座密封圈都采用金屬材料制造，密封比壓很大，依照介質本身的壓力已達不到密封的要求，必須施加外力。這種閥門適用于高溫高壓介質。
彈性球體是在球體內壁的下端開一條彈性槽，而獲得彈性。當關閉通道時，用閥桿的楔形頭使球體漲開與閥座壓緊達到密封。在轉動球體之前先松開楔形頭，球體隨之恢復原原形，使球體與閥座之間出現很小的間隙，可以減少密封面的摩擦和操作扭矩。
常用的球閥分類方法還有以下幾種：
按壓力大小：高壓球閥，中壓球閥，低壓球閥
按流道類型：全通徑球閥，縮徑球閥
按通道位置：直通式，三通式，直角式
按溫度高低：高溫球閥，常溫球閥，低溫球閥，超低溫球閥
按密封形式：軟密封球閥，硬密封球閥
按閥桿裝配：上裝式球閥，側裝式球閥
按連接形式：法蘭球閥，焊接球閥，螺紋連接球閥，卡箍球閥
按驅動方式：手動球閥，自動控制球閥（氣動球閥，電動球閥，液動球閥）
按口徑大小：超大口徑球閥，大口徑球閥，中口徑球閥，小口徑球閥