薄膜式氣動閥原理結構如圖3-29所示，圖中圓形橡皮薄膜固定在外殼上，在薄膜上聯結有推桿，彈簧力推動薄膜向上，產生一初應力(此初應力可以調整)。由調節器送來的壓縮氣體，由進氣口進入薄膜的上腔，由于氣壓的不同，相應地改變著閥門的開啟度，因為薄膜面積較大，所以在推動桿上有足夠大的作用力。膜片有效面積越大，執行機構的位移推力越大。國產薄膜式氣動閥膜片有效面積有200, 280, 400, 630,1000, 1600cm六種規格。薄膜式氣動閥通常接受0.02~0.1 MPa的信號壓力。當薄膜上信號壓力增大時，閥門開度變大的閥門為氣開式氣動閥;當薄膜上信號壓力增大，閥門開度變小的閥門為氣閉式氣動調節閥。