Membraankleppen maken gebruik van een flexibel vel dat dicht bij de rand van een massieve dam wordt gedrukt om het stroompad voor vloeistof te verkleinen.
Hun werking lijkt op het regelen van de waterstroom door een flexibele slang door de slang samen te knijpen. Deze kleppen zijn zeer geschikt voor stromen die vaste deeltjes bevatten, zoals slurries, hoewel nauwkeurige smoring moeilijk te bereiken kan zijn vanwege de elasticiteit van het diafragma.
Membraankleppen (of membraankleppen) bestaan uit een kleplichaam met twee of meer poorten, een membraan en een "stuw of zadel" of zitting waarop het membraan de klep sluit. Het kleplichaam kan zijn vervaardigd uit kunststof, metaal, hout of andere materialen, afhankelijk van het beoogde gebruik.
Er zijn twee hoofdcategorieën membraankleppen: het ene type sluit af over een “stuw” (zadel) en het andere (ook wel een “volledige doorlaat” of “rechte” klep genoemd) sluit af over een zitting. Het stuw- of zadeltype komt het meest voor in procestoepassingen en het zittingtype wordt vaker gebruikt in slurrytoepassingen om verstoppingsproblemen te verminderen, maar bestaat ook als procesklep.
Hoewel membraankleppen meestal in tweewegvormen worden geleverd (2/2-weg membraanklep), kunnen ze ook worden geleverd met drie poorten (3/2-weg membraankleppen, ook wel T-kleppen genoemd) en meer (zogenaamde blokkleppen). . Als er meer dan drie poorten aanwezig zijn, hebben ze doorgaans meer dan één membraanzitting nodig; speciale dubbele actuatoren kunnen echter meer poorten aan met één membraan.