工作介質的閥前壓力P1經過閥芯、閥座後的節流後，變為閥後壓力P2。P2經過控制管線輸入到執行器的下膜室內作用在頂盤上，產生的作用力與彈簧的反作用力相平衡，決定了閥芯、閥座的相對位置，控制閥後壓力。當閥後壓力P2增加時，P2作用在頂盤上的作用力也隨之增加。此時，頂盤的作用力大於彈簧的反作用力，使閥芯關向閥座的位置，直到頂盤的作用力與彈簧的反作用力相平衡為止。這時，閥芯與閥座的流通面積減少，流阻變大，從而使P2降為設定值。同理，當閥後壓力P2降低時，作用方向與上述相反，這就是自力式（閥後）壓力調節閥的工作原理。
1.自力式壓力調節閥工作原理（閥前壓力控制）
2.自力式溫度調節閥工作原理（加熱型）
溫度調節閥是根據液體的不可壓縮和熱脹冷縮原理進行工作的。
加熱用自力式溫度調節閥，當被控對象溫度低於設定溫度時，溫包內液體收縮，作用在執行器推桿上的力減小，閥芯部件在彈簧力的作用下使閥門打開，增加蒸汽和熱油等加熱介質的流量，使被控對象溫度上升，直到被控對象溫度到了設定值時，閥關閉，閥關閉後，被控對象溫度下降，閥又打開，加熱介質又進入熱交換器，又使溫度上升，這樣使被控對象溫度為恆定值。閥開度大小與被控對象實際溫度和設定溫度的差值有關。
3.自力式溫度調節閥工作原理（冷卻型）
冷卻用自力式溫度調節閥工作原理可參照加熱用自力式溫度調節閥，只是當閥芯部件在執行器與彈簧力作用下打開和關閉與溫關閥相反，閥體內通過冷介質，主要套用於冷卻裝置中的溫度控制。
4.自力式流量調節閥工作原理
被控介質輸入閥後，閥前壓力P1通過控制管線輸入下膜室，經節流閥節流後的壓力Ps輸入上膜室，P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps 稱為有效壓力。P1作用在膜片上產生的推力與Ps作用在膜片上產生的推力差與彈簧反力相平衡確定了閥芯與閥座的相對位置，從而確定了流經閥的流量。當流經閥的流量增加時，即△Ps增加，結果P1、Ps分別作用在下、上膜室，使閥芯向閥座方向移動，從而改變了閥芯與閥座之間的流通面積，使Ps增加，增加後的Ps作用在膜片上的推力加上彈簧反力與P1作用在膜片上的推力在新的位置產生平衡達到控制流量的目的。反之，同理。
