呼吸阀的内部结构主要由阀体、正压阀盘、负压阀盘组成。阀体通常有填料压盖，塞子不用伸出阀体，因此减少了一个工作介质的泄漏途径。这种呼吸阀大量用于PN≤1Mpa的压力。塞子的小头向上伸出体外，介质通过进口处的小孔进入塞子大头，将塞子向上压紧，此种结构一般用于空气介质。由于强制润滑使塞子和塞体的密封面间形成一层油膜，这样密封性能更好，开闭省力，防止密封面受到损伤。
呼吸阀的工作原理基于压力和真空度的变化。当储罐压力和大气压力相等时，压力阀和真空阀的阀盘和阀座紧密配合，阀座边上密封结构有“吸附”效应，使阀座严密不漏。当压力或真空度增加时，阀盘开始开启，由于在阀座边上仍存在着“吸附”效应，所以仍能保持良好的密封。当罐内压力升高到定压值时，将压力阀打开，罐内气体通过呼气阀侧排入外界大气中，此时真空阀由于受到罐内正压作用处于关闭状态。当罐内压力下降到一定真空度时，真空阀由于大气压的正压作用而打开，外界的气体通过吸气阀侧进人罐内，此时压力阀处于关闭状态。在任何时候，压力阀和真空阀不能同时处于打开的状态。当罐内压力或真空度降到正常操作压力状态时，压力阀和真空阀处于关闭状态，停止呼气或吸气过程。
