Membránové ventily jsou ovládány jednočinným membránovým pneumotorem, který tvoří ovládací část ventilů a jeho zpětný pohyb je zajišťován pružinou. Ovládací část ventilu je pomocí závitu spojena s uzavírací částí, tvořenou tělesem se sedlem, záklopkou a ucpávkou, kterou lze dotáhnout převlečnou maticí. Přivedením ovládacího tlakového vzduchu do prostoru nad membránu pneumotoru dochází k přestavení záklopky z její základní polohy.
Membránové ventily se používají hlavně k ovládání páry, horké nebo studené vody v technologických procesech. v gumárenském průmyslu.