Шаровой кран состоит из полого вращающегося шара, установленного в центре штока. Благодаря вращательному движению штока этот шар поворачивается на 90° градусов внутри корпуса клапана, обеспечивая регулирование потока.
Шаровые краны надёжны и прочны. Даже оставаясь в одном положении долгое время, они безопасно выполняют свою функцию. Они также допускают частые изменения положения штока. Однако их предназначение, как правило, — полностью открытое или полностью закрытое положение. Вне полностью открытого или полностью закрытого положения регулирование потока у них плохое. По этой причине их использование в качестве регулирующих клапанов не рекомендуется.
Шаровые краны выпускаются многими производителями в различных материальных исполнениях — металл, пластик, керамика — для давлений до 1000 бар и температур до 400 °C. Однако при использовании шаровых кранов для регулирования жидкость часто застревает между корпусом и шаром. В холодную погоду эта застрявшая вода расширяется внутри шара и корпуса клапана, вызывая растрескивание или повреждение клапана. Это существенный недостаток: если шаровой кран предполагается использовать в условиях, где температура воздуха опускается ниже 0 °C, необходимо применять морозостойкий клапан (типа frozen/freeze-proof).
Для криогенных жидкостей или продуктов, которые могут расширяться внутри шара, на стороне входа клапана предусмотрено вентиляционное отверстие.
Одна из наиболее серьёзных проблем при использовании шаровых кранов — загрязнение. Особенно в случаях, когда краны используются на предприятиях питьевого водоснабжения или пищевой промышленности, вода, скапливающаяся между корпусом клапана и шаром, может привести к росту бактерий или перекрёстному загрязнению при использовании разных жидкостей. Это, в свою очередь, вредит сначала здоровью человека, а затем и качеству продукции. Чтобы предотвратить такое накопление, полости, образующиеся между шаром и корпусом, закрываются путём удлинения поверхностей посадки шара.
Такой тип клапана называется бесполостным («Cavity Filler Ball Valve»), а прокладки и материалы клапанов, используемых в пищевых применениях или в системах питьевого водоснабжения, должны быть пригодны для контакта с пищевыми продуктами и безопасны для здоровья человека.
