气动薄膜调节阀由气动薄膜执行机构和调节阀两大部分组成，它与气动调节器，减压阀、定位器或其他仪表配合使用，达到控制管道内的温度、压力、液位、流量等工艺参数。单座调节阀具有易密封，泄漏量小的优点，但平衡力较大，故工作压差不宜过高。双座调节阀具有流量系数大，不平衡力较小的特点，因而使用广泛

气动薄膜调节阀由气动薄膜执行机构和阀体两部分组成，阀体结构一般为直行程类，常见有单座、双座、套筒、角型、三通、滑板、隔膜等结构。主要由阀盖、阀芯，阀座、阀杆、填料函等组成。阀杆上端与薄膜机构推杆下端相连，推杆带动阀杆移动，使阀芯移动，改变了阀芯与阀座间流体的流通面积，从而改变了流体的流量，达到调节的目的。其上阀盖形式有普通型(适用工作温度为-17～230℃)、散热型(适用于-45～450℃)和长颈型(适用于-196～-100℃或230～566℃)。流体的温度越低，上阀盖、阀杆应越长。阀体部分又分为单座阀和双座阀两种。单座阀适用于低压差的场合；双座阀适用于压差较大的场合。

气动薄膜执行机构分为老式气动薄膜执行机构和精小型气动薄膜执行机构。主要由上下膜头、波纹膜片、压缩弹簧、推杆等组成。当调节器或手动操作器的信号压力进入由膜头膜片构成的膜室时，在膜片上产生推力，使推杆移动，弹簧压缩。当弹簧产生的反作用力与薄膜的推力平衡时，推杆停止移动。一般薄膜调节机构的信号压力为0.02～0.1MPa或0.04～0.2MPa。即当信号压力为0.02(或0.04)MPa时，推杆开始动作；当信号为0.1(或0.2)MPa时，推杆走完全行程。薄膜调节机构又分为正作用式和反作用式两种。正作用式的信号压力由膜片上部引入，当信号压力增大时，膜片带动推杆向下移动；反作用式是将信号压力由膜片下部引入，信号压力增大时，推杆向上移动。

气动薄膜调节阀一般配有手轮机构，在气源中断时可以随时进行手动调整。有的还配有阀门定位器，可以提高调节阀的调节性能。