Válvulas desmodrômicas são válvulas de motor de combustão interna que são fechadas por um atuador mecânico ao invés da mola convencional. Este método de atuação utiliza braços oscilantes de abertura e fechamento separados. Esses balancins são acionados por lóbulos separados em uma árvore de cames comum ou por duas árvores de cames individuais. As válvulas desmodrômicas foram desenvolvidas para combater os problemas de quebra da mola da válvula e flutuação da válvula em motores de alta rotação e desempenho. Avanços recentes de engenharia e metalurgia, no entanto, trataram desses problemas, e as válvulas desmodrômicas agora são usadas apenas por um pequeno grupo de fabricantes de motores.
Os arranjos convencionais de válvula de escape e entrada de motor de combustão interna utilizam um balancim acionado por eixo de comando para pressionar e abrir a válvula contra a pressão da mola. Quando o balancim se levanta, a mola retorna a válvula à sua posição fechada. Essas molas de válvula estão expostas a um estresse considerável; antes que os princípios da fadiga do metal fossem totalmente compreendidos, a quebra da mola da válvula era comum, particularmente em motores de desempenho de alta velocidade. As válvulas desmodrômicas foram desenvolvidas na tentativa de resolver este e outros problemas comuns de desempenho relacionados às válvulas. O sistema contava com dois balancins por válvula, um para abrir a válvula e outro para fechá-la novamente, eliminando completamente a necessidade de uma mola de válvula.
Os balancins eram acionados por um único eixo de comando com lóbulos individuais de abertura e fechamento para cada válvula ou por dois eixos de comando separados. Esse método de atuação da válvula também eliminou outro problema comum relacionado à válvula: o flutuador da válvula. Esse fenômeno ocorre onde a inércia da válvula em altas velocidades anula a capacidade da mola de fechá-la antes que o pistão alcance sua posição de ponto morto superior (TDC). Além de uma séria perda de pressão do cilindro e seus efeitos negativos de desempenho resultantes, a flutuação da válvula pode fazer com que o pistão afete a válvula aberta, entortando a haste da válvula e possivelmente danificando o pistão. O sistema de válvula desmodrômica não tem que lidar com a energia estática da mola e, portanto, elimina a flutuação da válvula por completo.
Embora geralmente eficazes, as válvulas desmodrômicas são normalmente mais caras para instalar e manter e são barulhentas, particularmente em motores com quatro cilindros ou mais. Isso, junto com os problemas de flutuação da válvula e falha da mola, foi quase totalmente eliminado pela engenharia moderna. Além disso, as tecnologias de metalurgia tornaram o sistema amplamente obsoleto. Existem, no entanto, alguns fabricantes, como a Ducati, que ainda produzem motores de válvula “desmo” para suas bicicletas de corrida. Na verdade, as vitórias da Ducati no Campeonato Mundial de Superbike em 2008 foram conquistadas em motos com motores de válvula desmodrômica.