Kugelhähne verwenden im Gegensatz zu den zuvor genannten Ventilarten eine Öffnungs- und Schließbewegung. Darüber hinaus führt es dank einer speziellen Lava eine auf einen Winkel von 90° begrenzte Drehung aus. Kugelhähne können mit pneumatischen Antrieben oder mit speziell für diese Aufgabe entwickelten Elektromotoren betrieben werden, die eine Vierteldrehung ausführen können: In diesem Fall werden die Kugelhähne so konstruiert, dass sie die Antriebe aufnehmen können, und daher mit einem ISO 5211-Flansch gebaut.
Diese Komponenten können je nach Verwendungszweck des Ventils aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Daher sind auf dem Markt Kugelhähne aus Messing, Bronze, Grauguss, Kohlenstoffstahl oder Edelstahl 316 erhältlich. Bei den Anschlüssen finden wir standardmäßige Gasgewindeanschlüsse nach ISO 228, NPT-Gewindeanschlüsse und Flanschanschlüsse nach PN16-PN25-PN40. Darüber hinaus können nur bei Ventilen aus Kohlenstoffstahl und Edelstahl 304/316 SW-Muffenschweißverbindungen und BW-Stumpfschweißverbindungen verwendet werden. Kugelhähne werden im Allgemeinen aufgrund ihres freien Durchgangs bei voller Öffnung ausgewählt, wobei diese Daten direkt proportional zu ihrem DN sind (bei einem DN von 25 hätte das Kugelloch einen Durchmesser von 25 mm), ohne dass ein Widerstand auftritt, der einen Druckverlust verursachen würde. Kugelhähne haben üblicherweise eine Zwei-, Drei- oder Vierwegefunktion. Insbesondere die Kugel kann in L-, T- oder Kreuzform gebohrt werden, wobei letztere Lösung eine abweichende Funktion ermöglicht.