Ein Kugelventil, eine Art von Vierteldrehungsventil, ist im wahrsten Sinne des Wortes eine Kugel, die in einem Durchgang platziert wird, durch den Flüssigkeit fließt. Die Kugel hat ein Loch, durch das sich das Ventil öffnet und schließt. Wenn die Kugel so positioniert ist, dass das Loch in die gleiche Richtung wie der Durchgang verläuft, fließt die Flüssigkeit einfach durch sie hindurch und das Ventil ist geöffnet. Die Kugel kann auch so positioniert werden, dass das Loch senkrecht zum Durchgang steht, damit die Flüssigkeit nicht durchfließen kann und das Ventil geschlossen ist. Es wird von außen gesteuert, oft mit einem Griff, der zum Öffnen und Schließen des Ventils hin und her gedreht wird.
Die oben beschriebene Grundversion ist ein Zweiwegeventil. Dieser Typ hat einen einzelnen, geraden Durchgang, der durch die Kugel gebohrt wird und zwei Öffnungen bildet: eine auf jeder Seite, einen Einlass und einen Auslass. Ein Kugelhahn kann auch ein Dreiwegehahn sein, wenn ein drittes Loch teilweise durch die Kugel gebohrt wird, bis es auf das Hauptloch trifft und ein T bildet. Ein Dreiwegeventil kann einen oder alle drei Kanäle, die es verbindet, absperren .
Aufgrund der Natur dieses Ventils funktioniert es nicht gut in Situationen, in denen eine Feinsteuerung des Ventils erforderlich ist, wie zum Beispiel das Ventil, das die Drosselklappe in einem Auto steuert. Es funktioniert sehr gut für Situationen, in denen ein Durchfluss vollständig abgesperrt werden muss, wie zum Beispiel das Absperrventil an der Hauptwasserleitung in einem Haus. Kugelhähne neigen auch nicht zu Problemen, wenn sie längere Zeit nicht benutzt werden; sie funktionieren immer noch einwandfrei, wenn sie wieder gebraucht werden.
Es gibt drei verschiedene Arten von Kugelhähnen. Ein Full-Port-Ventil bietet keine Durchflussbegrenzung, das heißt, wenn es geöffnet ist, kann die Flüssigkeit ungehindert hindurchfließen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Kugel größer als die Durchgangsgröße gemacht wird, so dass das Loch die gleiche Größe wie der Durchgang haben kann. Ein Kugelhahn mit Standardanschluss hat keine überdimensionierte Kugel, daher ist das Loch eine Nummer kleiner als der Durchgang. Dies führt zu einer geringen Durchflussbeschränkung beim Durchströmen der Flüssigkeit. Ein Ventil mit reduziertem Durchgang hingegen hat eine kleinere Kugel und ein noch kleineres Loch, was beim Durchströmen der Flüssigkeit zu einer erheblichen Durchflussbeschränkung führt.