氮封閥無需外加能源，利用被調介質自身能量為動力源。自動控制閥門介質流量，使閥后壓力保持恒定的壓力穩定裝置。閥門自己內部通過閥芯、膜片、彈簧等機械元件的互相作用來穩定出口處P2的壓力。

工作過程：當入口P1的壓力升高時，出口P2壓力會有隨之升高的趨勢，P2壓力的微笑升高會透過膜片作用到下面大的氣室里，在大膜片的放大作用下，彈簧會被壓縮，則與彈簧相連的閥芯會向減小閥門開度的方向運動，調節閥這樣就減少了流量和出口壓力P2，從而達到了出口P2穩壓的目的；反之亦然。

氮封閥是精確的毫巴級調壓閥，相對于出口壓力大的壓力調節閥它的膜片會大的多，膜片直徑范圍從220mm到500mm，出口穩壓的范圍相應的由0.015-0.030bar到0.1-0.52bar精確至0.002-0.003bar到0.012-0.07bar,可見膜片越大出口壓力實現的穩壓值越小。

一般氮封閥都有控制管和泄漏管。緊急切斷閥控制管可以提高閥門的靈敏度，而泄漏管是預防膜片破裂后介質泄漏到彈簧空間內，泄漏管可以將介質送回合適的儲存空間而不是排入空氣。

另外當通徑大、流量大時可以采用先導式組合氮封閥，一般用在大型儲罐上。先導式氮封閥是由溢流閥、毫巴減壓閥、過濾器和截止閥等組合而成的。