平衡阀最基本的结构是顺序阀和单向阀的简单组合（图1），由上阀体、中阀体、下阀体、主阀芯、调压弹簧和单向阀组成。当给液压缸上腔加压，传递到液压缸下腔的油液压力达到或超过弹簧开启压力时，顶开弹簧，阀芯上行，液压缸下腔油液经B口向A口输出，物体下行；当压力油经A口进入平衡阀后，克服单向阀弹簧压力，顶开单向阀，由B口输出，作用到液压缸下腔，如果对液压缸产生的提升力达到或超过负荷的重力时，物体上行。

图1 平衡阀结构原理图

对于现代新型平衡阀，如哈威LHK系列的平衡阀的结构原理（图2）为：F为进口时，旁通单向阀在液压油作用下打开，并直接与V口接通；V口为进口时，旁通单向阀截止，此时控制口S油压在控制阀芯上的作用力以及主油路进口油压在主阀芯一侧上的作用力方向相同，合力为，而主油路出口油压在主阀芯另一侧上的作用力与弹簧压缩力方向相同，合力为。当时，主阀芯关闭，外接液压执行机构处于停止或限位状态；当时，主阀芯失衡开始运行，V和F口接通，外接液压执行机构运行。其中螺纹阻尼为当主阀芯复位时起到缓冲作用。

图2 哈威LHK平衡阀结构原理图

平衡阀通过调节调压弹簧的预压缩力来控制其阀芯的开启和关闭，通常应用于起重机、汽车吊、水闸门启闭机等工程机械的液压系统中，用于防止液压缸活塞因负载重量而高速下落，即限定液压缸活塞的位置或运动速度。