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扭矩和增加密封的可靠程度，又出现了油封球阀，既在密封面间压注制的润滑油，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。
通常，在双位调节、密封性能严格、泥浆、磨损、缩口通道、启闭动作迅速（1/4转启闭）、高压截止（压差大）、低噪声、有气穴和气化现象、向大气少量渗漏，操作力矩小、流体阻力小的管路系统中，推荐使用球阀。
球阀也适用于轻型结构、低压截止（压差小）、腐蚀性介质的管路系统中。在低温（深冷）装置和管路系统中也可选用球阀。在冶金行业的氧气管路系统中，需使用经过严格脱脂处理的球阀。在输油管线和输气管线中的主管线需埋设在地下时，需使用全通径焊接式球阀。在要求具有调节性能时，需选用带V形开口的专用结构的球阀。在石油、石油化工、化工、电力、城市建设中，工作温度在200度以上的管路系统可选用金属对金属密封的球阀。由于硬密封球阀的密封是采用人工研磨，直到阀芯与密封圈完全吻合才能使用。
球阀的工作原理是靠旋转阀恋来使阀门畅通或闭塞。球阀开关轻便，体积小，可以做成很大口径，密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，在各行业得到广泛的应用。球阀两边有聚四氟乙烯的密封件，与球体接触部分为圆弧面，通过阀体上的螺栓或压母压紧产生密封作用，球体的顶部开一个直槽，用于传递手柄的扭力。球阀打开时，球体上的孔与阀门的轴心线平行，形成一个通道；但聚四氟乙烯的物理特性，包括较高的膨胀系数，对冷流的敏***和不良的热传导性，要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行。阀门关闭时，通过手柄将球体旋转90°，将通道阻断。