Van bi hai mảnh điều khiển bằng tay chủ yếu bao gồm thân van, bi, trục van, vòng đệm và các bộ phận khác. Thân van được chia thành hai phần, được cố định với nhau bằng bu lông và các đầu nối khác để tạo thành một kênh van hoàn chỉnh. Bi nằm bên trong thân van, và việc đóng mở bi được điều khiển bởi sự quay của trục van, để đạt được dòng chảy và cắt đứt lưu chất.

Nguyên lý hoạt động của van bi hai mảnh điều khiển bằng tay là mở hoặc đóng van bằng cách xoay trục van. Cụ thể, khi trục quay, quả bóng cũng quay theo. Ở vị trí đóng, quả bóng được ép vào đế van bởi áp lực cơ học từ trục, tạo ra một lớp đệm kín. Khi cần mở van, xoay trục để nhấc quả bóng ra khỏi đế van và lưu chất có thể chảy qua van. Ngược lại, khi cần đóng van, trục van quay sẽ làm quả bóng ép chặt vào đế van một lần nữa, ngăn dòng chảy của lưu chất.