Les vannes papillon peuvent être utilisées pour une large gamme d'applications telles que l'approvisionnement en eau, le traitement des eaux usées, la protection incendie, les industries chimiques et pétrolières, les systèmes de manutention de carburant et également pour des applications dans l'industrie de production d'électricité.
Avec l'introduction des conceptions à double et triple excentrique, les vannes papillon sont de plus en plus utilisées également dans l'industrie pétrolière et gazière et ont commencé à concurrencer les vannes plus traditionnelles, comme les vannes à soupape et à bille.
L'élément clé d'une vanne papillon est le disque, un anneau métallique positionné au centre du tuyau et relié à un actionneur externe (niveau manuel ou actionneur) via une tige.
Par rapport à un robinet à tournant sphérique, le disque d'une vanne papillon est toujours en contact avec le fluide véhiculé par la canalisation et crée donc une chute de pression.
En position fermée, le disque bouche l'alésage de la vanne, et, en position ouverte, le disque permet le passage du fluide.
Un mouvement d'un quart de tour est nécessaire pour faire passer la vanne d'une position complètement ouverte à une position complètement fermée (et ce mouvement peut être exécuté aussi rapidement que pour les vannes à bille).