球阀的主要结构是用带圆形通孔的球体作启闭件，球体随阀杆转动，以实现启闭动作的阀门。它由一个球体和两个阀座（密封圈）组成密封副。阀座最常用的材料为聚四氟乙烯和硬质合金等。
根据球阀的密封结构原理，球阀分为浮动球球阀和固定球球阀（详细请直接参考下列系列球阀产品）。浮动球阀主要靠流体压力将球体压紧在出口端的阀座上，形成浮动状的密封，因而使用的压力和口径受到限制。而固定球球阀的球体由安装在阀体上的上下两个轴承支持，球体的位置固定，密封作用是靠弹簧和流体压力使阀座压向球体而实现的，因而启闭力矩比浮动球球阀小得多，适用于高压和大口径场合。三通球阀和四通球阀用于流体换向的管路，有T型和L型。