La válvula esférica está formada por una bola hueca giratoria colocada en el centro de un vástago. Gracias al movimiento de rotación del vástago, esta bola gira 90° dentro del cuerpo de la válvula para proporcionar el control del fluido.
Las válvulas esféricas son fiables y robustas. Pueden cumplir su función de forma segura incluso si permanecen en la misma posición durante mucho tiempo. Al mismo tiempo, permiten el cambio frecuente de la posición del vástago. No obstante, su uso suele limitarse generalmente a las posiciones totalmente abierta y totalmente cerrada. Fuera de las posiciones totalmente abierta o totalmente cerrada, el control del fluido no es bueno. Por ello, no se recomienda su uso como válvulas de regulación.
Las válvulas esféricas son fabricadas por muchas marcas hasta 1000 bar y 400 °C de temperatura, en diversas estructuras de material como metal, plástico y cerámica. No obstante, cuando las válvulas esféricas se utilizan para regulación, con frecuencia el fluido queda atrapado entre el cuerpo y la bola. En climas fríos, esta agua acumulada se expande dentro de la bola y el cuerpo de la válvula, provocando grietas o daños en la válvula. Esto constituye una desventaja importante; si se va a utilizar una válvula esférica en entornos donde la temperatura del aire desciende por debajo de 0 °C, debe emplearse una válvula resistente a la congelación (frozen – freeze proof type).
Para fluidos criogénicos o productos que puedan expandirse dentro de la bola, existe un orificio de ventilación en el lado aguas arriba de la válvula.
Uno de los problemas más críticos en el uso de las válvulas esféricas es la contaminación. Especialmente cuando las válvulas se utilizan en fábricas de agua potable o alimentos, el agua acumulada entre el cuerpo de la válvula y la bola provoca la formación de bacterias o la mezcla durante el uso de diferentes fluidos. Esto perjudica primero a la salud humana y después a la calidad de la producción. Para evitar esta acumulación, los huecos que se forman entre la bola y el cuerpo se eliminan alargando las superficies sobre las que se asienta la bola.
Este tipo de válvulas sin cavidad se denomina "Cavity Filler Ball Valve", y las juntas utilizadas en aplicaciones de alimentos o agua potable, así como los materiales de la válvula, deben cumplir con la seguridad alimentaria y la salud humana.
