三片式球阀与闸阀类似，三片式球阀的关闭件是一个球体，这点与闸阀不同。下面从三片式球阀的关闭和开启来进行三片式球阀工作原理的说明。先说关闭部分是为了更好的区分和闸阀的区别。
关闭
一、当我们需要进行 三片式球阀关闭操作时，需要顺时针旋转手轮，阀杆开始下降并使球体离开阀座开始旋转。
二、继续旋转，阀杆受到嵌于其上螺旋槽内的导销的作用，使阀杆和球体同时旋转90度。
三、当阀门即将关闭时，这时球体已经在与阀座无接触的情况下旋转了90度。
四、转动的最后几圈，阀杆底部的角形平面向压迫球体，使其紧密地压在阀座上，达到完全密封。
开启
一、阀门开启之前处于关闭位置，这时球体受阀杆的机械施压作用，紧压在阀座上。
二、逆时针旋转手轮，这时阀杆向反方向运动，其底部角形平面使球体离开阀座。
三、然后阀杆继续提升，并与阀杆螺旋槽内的导销相互作用，使球体开始无摩擦地旋转。
四、直到全开，这时阀杆提升到极限位置，球体也旋转到了全开的位置，这时三片式球阀全部开启。