A チタンボールバルブ は、球状のディスク（またはボール）を持つチタン製のバルブで、そのディスクを通る流れを制御する働きをする。ボール（球体）には穴（ポートとして知られている）があり、「一直線」または「開いている」ときは流れが発生します。バルブが閉じているときは、穴はバルブの両端に対して垂直になり、流れが止まります。 
チタン製ボールバルブは通常、レバー、ギア、またはアクチュエータで操作します。つまり、バルブを開閉するには、開閉機構を4分の1（または90度）回転させる必要があります。 
シャットオフ用途には優れた選択肢ですが、一般的にスロットル用途に必要な細かい制御はできません。 
チタン製ボールバルブには、シングルボディ、スリーピースボディ、スプリットボディ、トップエントリー、溶接の5つの一般的なボディスタイルがあります。この違いは、バルブの各部分、特にボール自体を含むケーシングがどのように製造され、組み立てられるかに基づいています。バルブの動作はいずれの場合も同じです。 
さらに、ボール機構の内径に関連するさまざまなスタイルがある：

フルポート、またはより一般的に知られているフルボアチタンボールバルブは、ボールの穴がパイプラインと同じサイズになるようにボールがオーバーサイズになり、摩擦損失が少なくなります。流れは制限されませんが、バルブが大きく高価になるため、ピギング（パイプを洗浄する方法）が必要なパイプラインなど、自由な流れが必要な場合にのみ使用されます。

リダクションポート、またはより一般的に知られているリダクションボアチタンボールバルブでは、バルブを通る流れはバルブのパイプサイズより1つ小さいパイプサイズとなり、その結果、流路面積はパイプより小さくなります。流出量は一定のままであり、流路面積（A）×流速（V）、A1V1＝A2V2に等しいため、流路面積が小さくなると流速は増加します。

Vポートチタンボールバルブには、「V」字型のボールまたは「V」字型のシートがあります。これにより、オリフィスの開閉をよりコントロールし、より直線的な流量特性に近づけることができます。バルブが閉位置にあり、開弁が開始されると、「V」字の小さな端が最初に開かれ、この段階で安定した流量制御が可能になります。このタイプの設計では、流体の流速が高く、標準的なバルブでは破損する可能性があるため、一般的により頑丈な構造が必要となります。

トラニオン式チタン製ボールバルブは、ボールの上部と下部の機械的固定が追加されており、より大きく高圧のバルブ（例えば10cm以上、40バール以上）に適しています。

キャビティフィラー チタンボールバルブ多くの産業でチタンボールバルブ内の残留物の問題に遭遇します。流体が人体に消費されるものである場合、残留物は健康被害となる可能性があり、また流体が時々変化するため、ある流体が別の流体に汚染されることもあります。残留物が発生するのは、チタンボールバルブの半開位置でボールボアとボディの間に隙間ができ、そこに流体が閉じ込められるからです。この空洞に流体が入り込まないようにするには、空洞を塞ぐ必要があり、そのためには、常にボールと接触するように弁座を伸ばす必要があります。このタイプのチタンボールバルブはキャビティフィラーチタンボールバルブとして知られています。

チタン製ボールバルブは、三方または四方デザインで製造することもできます。これらのデザインは通常L字型かT字型で、真ん中に穴が開いています。このようなバルブは、同時に複数のポートに流れを分岐させるために使用されます。