يتكون الصمام الكروي من كرة دوارة مجوفة موضوعة في منتصف ساق. وبفضل الحركة الدورانية للساق، تدور هذه الكرة بزاوية 90° درجة داخل جسم الصمام، مما يوفر التحكم في تدفق السائل.
الصمامات الكروية موثوقة ومتينة. وحتى إذا بقيت في الوضع نفسه لفترة طويلة، يمكنها أداء وظيفتها بأمان. كما تسمح بتغييرات متكررة في وضع الساق. غير أن استخدامها المقصود يكون عمومًا إما مفتوحًا بالكامل أو مغلقًا بالكامل. وخارج وضعي الفتح الكامل أو الإغلاق الكامل، يكون التحكم في تدفق السائل ضعيفًا. لذلك لا يُنصح باستخدامها كصمامات تحكم.
يمكن تصنيع الصمامات الكروية من قِبل العديد من العلامات التجارية بتركيبات مواد مختلفة - معدن وبلاستيك وسيراميك - لضغوط تصل إلى 1000 بار ودرجات حرارة تصل إلى 400 درجة مئوية. غير أنه عند استخدام الصمامات الكروية لأغراض التحكم، غالبًا ما يُحتجز السائل بين الجسم والكرة. وفي الطقس البارد، يتمدد هذا الماء المحتجز داخل الكرة وجسم الصمام، مما يسبب تشققًا أو تلفًا في الصمام. وهذا عيب مهم؛ فإذا كان سيُستخدم صمام كروي في بيئات تنخفض فيها درجة حرارة الهواء عن 0 درجة مئوية، يجب استخدام صمام مقاوم للتجمد (frozen/freeze-proof).
بالنسبة للسوائل المبردة أو المنتجات التي قد تتمدد داخل الكرة، يوجد فتحة تهوية على الجانب الأمامي (المنبع) من الصمام.
من أكثر المشكلات أهمية في استخدام الصمامات الكروية التلوث. فخصوصًا عندما تُستخدم الصمامات في مصانع مياه الشرب أو الأغذية، يمكن أن يؤدي الماء المتراكم بين جسم الصمام والكرة إلى نمو البكتيريا أو التلوث المتبادل عند استخدام سوائل مختلفة. وهذا بدوره يضر أولًا بصحة الإنسان ثم بجودة الإنتاج. ولمنع هذا التراكم، تُغلق الفراغات المتكونة بين الكرة والجسم عن طريق إطالة الأسطح التي تستقر عليها الكرة.
يُسمى هذا النوع من الصمامات بالصمام الكروي عديم الفراغات "Cavity Filler Ball Valve"، ويجب أن تكون حشوات ومواد الصمامات المستخدمة في تطبيقات الأغذية أو مياه الشرب مناسبة للأغذية وصحة الإنسان.
