自力式调节阀的原理：依靠流经阀内介质自身的压力、温度作为能源驱动阀门自动工作，不需要外接电源和二次仪表。这种自力式调节阀都利用阀输出端的反馈信号（压力、压差、温度）通过信号管传递到执行机构驱动阀瓣改变阀门的开度，达到调节压力、流量、温度的目的。这种调节阀又分为直接作用式和间接作用式两种。

直接作用式又称为弹簧负载式，其结构内有弹性元如：件弹簧、波纹管、波纹管式的温包等，利用弹性力与反馈信号平衡的原理。

间接作用式调节阀，增加了一个指挥器（先导阀）它起到对反馈信号的放大作用然后通过执行机构，驱动主阀阀瓣运动达到改变阀开度的目的。

如果是压力调节阀，反馈信号就是阀的出口压力，通过信号管引入执行机构。

如果是流量调节阀，阀的出口处就有一个孔板（或者是其他阻力装置）由孔板两端取出压差信号引入执行机构。

如果是温度调节阀，阀的出口就有温度传感器（或者温包）通过温度传感器内介质的热胀冷缩驱动执行机构。

调节阀在现代化工厂的自动控制中，调节阀起着十分重要的作用，这些工厂的生产取决于流动着的液体和气体的正确分配和控制。这些控制无论是能量的交换、压力的降低或者是简单的容器加料，都需要某些最终控制元件去完成。最终控制元件可以认为是自动控制的“体力”。在调节器的低能量级和执行流动流体控制所需的高能级功能之间，最终控制元件完成了必要的功率放大作用。

调节阀是最终控制元件的最广泛使用的型式。其他的最终控制元件包括计量泵、调节挡板和百叶窗式挡板(一种蝶阀的变型)、可变斜度的风扇叶片、电流调节装置以及不同于阀门的电动机定位装置。 尽管调节阀得到广泛的使用，调节系统中的其它单元大概都没有像它那样少的维护工作量。在许多系统中，调节阀经受的工作条件如温度、压力、腐蚀和污染都要比其它部件更为严重，然而，当它控制工艺流体的流动时，它必须令人满意地运行及最少的维修量。

调节阀在管道中起可变阻力的作用。它改变工艺流体的紊流度或者在层流情况下提供一个压力降，压力降是由改变阀门阻力或“摩擦”所引起的。这一压力降低过程通常称为“节流”。对于气体，它接近于等温绝热状态，偏差取决于气体的非理想程度(焦耳一汤姆逊效应)。在液体的情况下，压力则为紊流或粘滞摩擦所消耗，这两种情况都把压力转化为热能，导致温度略为升高。 常见的控制回路包括三个主要部分，部分是敏感元件，它通常是一个变送器。它是一个能够用来测量被调工艺参数的装置，这类参数如压力、液位或温度。变送器的输出被送到调节仪表——调节器，它确定并测量给定值或期望值与工艺参数的实际值之间的偏差，一个接一个地把校正信号送出给最终控制元件——调节阀。阀门改变了流体的流量，使工艺参数达到了期望值。 在气动调节系统中，调节器输出的气动信号可以直接驱动弹簧一薄膜式执行机构或者活塞式执行机构，使阀门动作。在这种情况下，确定阀位所需的能量是由压缩空气提供的，压缩空气应当在室外的设备中加以干燥，以防止冻结，并应净化和过滤。 当一个气动调节阀和电动调节器配套使用时，可采用电一气阀门定位器或电一气转换器。压缩空气的供气系统可以和用于全气动的调节系统一样来考虑。

在调节理论的术语中，调节阀既有静态特性，又有动态特性，因而它影响整个控制回路成败。静态特性或增益项是阀的流量特性，它取决于阀门的尺寸、阀芯和阀座的组合结构、执行机构的类型、阀门定位器、阀前和阀后的压力以及流体的性质。