يتكون الصمام الكروي من كرة دوارة مجوفة موضوعة في منتصف عمود. وبفضل حركة دوران العمود، تدور هذه الكرة 90° داخل جسم الصمام لتوفير التحكم في السائل.
الصمامات الكروية موثوقة ومتينة. ويمكنها أداء وظيفتها بأمان حتى لو بقيت في نفس الوضع لفترة طويلة. كما أنها تسمح بتغيير وضع العمود بشكل متكرر. ومع ذلك، فإن استخدامها بشكل عام يكون إما بوضع الفتح الكامل أو الإغلاق الكامل. وباستثناء وضعي الفتح الكامل أو الإغلاق الكامل، فإن التحكم في السائل ليس جيدًا. لذلك لا يُنصح باستخدامها كصمامات تحكم.
تُصنَّع الصمامات الكروية من قِبل العديد من العلامات التجارية بضغوط تصل إلى 1000 بار ودرجات حرارة تصل إلى 400 °C، وبهياكل مواد مختلفة مثل المعدن والبلاستيك والسيراميك. ومع ذلك، عند استخدام الصمامات الكروية للتحكم، غالبًا ما ينحبس السائل بين الجسم والكرة. وفي الطقس البارد، يتمدد هذا الماء المتراكم داخل الكرة وجسم الصمام، مما يؤدي إلى تشقق الصمام أو تلفه. وهذا عيب مهم؛ فإذا كان سيتم استخدام صمام كروي في بيئات تنخفض فيها درجة حرارة الهواء عن 0 °C، يجب استخدام صمام مقاوم للتجمد (frozen – freeze proof type).
بالنسبة للسوائل المبردة (الكريوجينية) أو المنتجات التي قد تتمدد داخل الكرة، يوجد فتحة تهوية في الجانب العلوي لتدفق الصمام.
من أهم المشكلات الحرجة في استخدام الصمامات الكروية هي التلوث. وخاصة عند استخدام الصمامات في مصانع مياه الشرب أو الأغذية، فإن الماء المتراكم بين جسم الصمام والكرة يؤدي إلى تكوّن البكتيريا أو الاختلاط أثناء استخدام سوائل مختلفة. وهذا الأمر يضر أولاً بصحة الإنسان ثم بجودة الإنتاج. ولمنع هذا التراكم، تُغلق الفراغات التي تتشكل بين الكرة والجسم عن طريق إطالة الأسطح التي تستقر عليها الكرة.
تُسمى هذه الأنواع من الصمامات الخالية من الفراغات "Cavity Filler Ball Valve"، ويجب أن تكون الحشوات المستخدمة في تطبيقات الأغذية أو مياه الشرب ومواد الصمام مطابقة لمعايير سلامة الأغذية وصحة الإنسان.
