三片式球閥與閘閥類似，三片式球閥的關閉件是一個球體，這點與閘閥不同。下面從三片式球閥的關閉和開啟來進行三片式球閥工作原理的說明。先說關閉部分是為了更好的區分和閘閥的區別。
關閉
一、當我們需要進行 三片式球閥關閉操作時，需要順時針旋轉手輪，閥桿開始下降并使球體離開閥座開始旋轉。
二、繼續旋轉，閥桿受到嵌于其上螺旋槽內的導銷的作用，使閥桿和球體同時旋轉90度。
三、當閥門即將關閉時，這時球體已經在與閥座無接觸的情況下旋轉了90度。
四、轉動的最后幾圈，閥桿底部的角形平面向壓迫球體，使其緊密地壓在閥座上，達到完全密封。
開啟
一、閥門開啟之前處于關閉位置，這時球體受閥桿的機械施壓作用，緊壓在閥座上。
二、逆時針旋轉手輪，這時閥桿向反方向運動，其底部角形平面使球體離開閥座。
三、然后閥桿繼續提升，并與閥桿螺旋槽內的導銷相互作用，使球體開始無摩擦地旋轉。
四、直到全開，這時閥桿提升到極限位置，球體也旋轉到了全開的位置，這時三片式球閥全部開啟。