球阀的工作原理是靠旋转球体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。
球阀大致可分19大类，有浮动式球阀、固定式球阀、金属硬密封球阀、V型球阀、对夹式球阀、保温球阀、管线球阀、轨道球阀、上装式球阀、清管阀、高压锻造球阀、三通（四通）球阀、内螺纹球阀、整体式球阀、低温球阀、波纹管球阀、偏心半球阀、全焊接球阀、特种球阀等。
O型球阀采用浮动式结构，球芯为精密铸件，外表镀硬铬处理，阀座采用金属或增强聚四氟乙烯材料，流道口与管道口径相同，流通能力极大，流阻极小，关闭时无泄漏，一般做开关阀使用，特别适用于高粘度、含纤维、颗粒状介质。
V型球阀采用固定式结构，球芯上开有V型切口，可实现比例调节，流量特性为近似等百分比。
球阀的适用范围很广，球阀可适用于：
1、公称通径从8mm到1200mm。
2、公称压力从真空到42MPa。
3、工作温度从-204℃~815℃。
特别是在石油、化工、冶金等部门，在易燃、易爆介质的设备和管路系统中使用软密封球阀，更应注意耐火和防火。
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℃以上的管路系统可选用金属对金属密封的球阀。
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。
球阀在灌溉系统中应用较广泛，主要用在支管进口处。球阀结构简单，体积小，对水流的阻力也小，缺点是开启或关闭太快，会在管道中产生水锤（管道内水流速度突然变化时压力会升高）。因此在主干管上不宜采用球阀，可用在在干、支管上或其末端作冲冼之用，冲洗排污效果好。