無菌取樣閥由三個部分組成，閥體，手柄和隔膜。閥體與手柄之間常用的連接形式，一般為螺紋、罐焊接、鋼管焊接、卡箍來進行連接。手柄可選擇，旋轉手柄或可移動鑰匙兩種形式。橡膠隔膜置于閥桿上，作為拉伸塞子無菌取樣閥都配有防旋出機構，比傳統取樣閥更衛生可靠，主要用于罐設備或管道里面的物料樣品采集，也可安裝在罐設備或管道的zui低點用于排空殘留液。
無菌取樣閥通過旋轉手柄或通過拉動操作桿來開啟手動操作的閥門，然后柄和隔膜縮回，允許液體通過。通過相反的步驟，內置彈簧關閉閥門，保持軟管間的通道開啟，用于消毒。如果使用蒸汽，建議在出口裝一個小型的壓力安全閥。當處于關閉狀態時，依靠彈簧張力或其它壓力推動頂針，由頂針將密封膠頭壓緊在罐壁的開孔處，達到密封效果。如果需要取樣時，從其中一個取樣口通入蒸汽或其它殺菌介質，將整個樣品室內充滿并從另一個取樣口導出，經過一定時間的作用后使樣品室和取樣口處于無菌狀態。然后通過拉動手柄，收縮彈簧，放松頂針，使得密封膠頭從罐壁上的開孔處脫離，從而使樣品從罐內經過樣品室流出，并從取樣口收集。取樣完成后，擰動手輪，放松彈簧，通過頂針再次將密封膠頭壓緊在罐壁的開孔處；通入潔凈水將樣品室內的殘液排出，然后注入殺菌介質進行密封留存，待下一次取樣。