שסתומי כדור פועלים על ידי סיבוב הסליל כדי לשמור על השסתום פתוח או חסום. חלקי הפתיחה והסגירה של השסתום הכדורי הם כדור, כאשר המפעיל מופעל, גזע השסתום מונע להסתובב דרך התקן ההולכה, וגזע השסתום מניע את הכדור להסתובב 90 מעלות סביב ציר גזע השסתום. כאשר הכניסה והיציאה של הצינור כולם כדוריים, שסתום הכדור נסגר והנוזל מנותק. כאשר תעלת הכדור מיושרת עם הקוטר הפנימי של הצינור, שסתום הכדור פתוח והנוזל מופעל. סיבוב 90-הדרגה של השסתום הכדורי מאפשר לו לשלוט במהירות ובקלות בזרימה או ניתוק הנוזל, ובמקביל, בשל המבנה הפשוט, פעולתו הקלה וביצועי האיטום הטובים, הכדור שסתום נמצא בשימוש נרחב בתחומים תעשייתיים שונים.
ישנם סוגים שונים של שסתומים כדוריים, ביניהם שסתומים כדוריים פניאומטיים, שסתומים כדוריים חשמליים, שסתומים כדוריים ידניים ועוד, הניתנים להתאמה לתרחישי שימוש שונים לפי שיטות נהיגה שונות. לדוגמה, עקרון העבודה של שסתום הכדור הפנימי הפניאומטי הוא בעיקר לשלוט על מתג השסתום הכדורי על ידי המפעיל הפנאומטי, ופעולתו של המפעיל נשלטת באמצעות מיתוג האות הפנאומטי, כדי לממש את המתג של שסתום כדור ההברגה הפנימי הפנאומטי. בנוסף, גוף השסתום של השסתום הכדורי יכול להיות אינטגרלי או משולב, המתאים למדיות עבודה וסביבות עבודה שונות.
