Las válvulas desmodrómicas son válvulas de motor de combustión interna que están cerradas por un actuador mecánico en lugar del resorte más convencional. Este método de accionamiento utiliza brazos basculantes de apertura y cierre separados. Estos balancines son impulsados por lóbulos separados en un árbol de levas común o por dos árboles de levas individuales. Las válvulas desmodrómicas se desarrollaron para contrarrestar los problemas de rotura del resorte de la válvula y flotación de la válvula en motores de alto rendimiento y altas revoluciones. Sin embargo, los recientes avances en ingeniería y metalurgia han abordado estos problemas, y las válvulas desmodrómicas ahora solo son utilizadas por un pequeño grupo de fabricantes de motores.
Las disposiciones convencionales de las válvulas de entrada y escape del motor de combustión interna utilizan un balancín accionado por el árbol de levas para presionar y abrir la válvula contra la presión del resorte. Cuando se levanta el balancín, el resorte devuelve la válvula a su posición cerrada. Estos resortes de válvula están expuestos a una tensión considerable; Antes de que se entendieran completamente los principios de la fatiga del metal, la rotura del resorte de la válvula era común, particularmente en motores de alto rendimiento. Las válvulas desmodrómicas se desarrollaron en un intento de abordar este y otros problemas comunes de rendimiento relacionados con las válvulas. El sistema se basó en dos balancines por válvula, uno para abrir la válvula y otro que la cerró nuevamente, eliminando así completamente la necesidad de un resorte de válvula.
Los balancines fueron impulsados por un solo árbol de levas con lóbulos individuales abiertos y cerrados para cada válvula o por dos árboles de levas separados. Este método de actuación de la válvula también eliminó otro problema común relacionado con la válvula: el flotador de la válvula. Este fenómeno ocurre cuando la inercia de la válvula a altas velocidades vence la capacidad del resorte para cerrarla antes de que el pistón alcance su posición de punto muerto superior (TDC). Además de una grave pérdida de presión del cilindro y sus efectos negativos en el rendimiento, el flotador de la válvula puede causar que el pistón afecte la válvula abierta, doblando el vástago de la válvula y posiblemente dañando el pistón. El sistema de válvula desmodrómica no tiene que lidiar con la energía del resorte estático y, por lo tanto, elimina el flotador de la válvula por completo.
Aunque generalmente son efectivas, las válvulas desmodrómicas suelen ser más caras de instalar y mantener y son ruidosas, particularmente en motores con cuatro cilindros o más. Esto, junto con los problemas del flotador de la válvula y la falla del resorte, ha sido eliminado casi por completo por la ingeniería moderna. Además, las tecnologías metalúrgicas han hecho que el sistema sea en gran medida obsoleto. Sin embargo, hay algunos fabricantes como Ducati que todavía producen motores de válvula «desmo» para sus bicicletas de carreras. De hecho, Ducati ganó en el Campeonato Mundial de Superbikes hasta el año 2008 en bicicletas con motores de válvula desmodrómica.