控制閥常用的有氣動、電動和液動執行機構。電動和液動執行機構比氣動執行機構結構復雜、價格昂貴，下面主要論述氣動薄膜和氣動活塞兩種執行機構的設計選用。

        氣動薄膜式執行機構由膜片、壓縮彈簧、托盤、推桿、支架、軸套和膜蓋等部件組成，膜片呈盆形由丁腈橡膠和錦綸絲布制成。直行程的執行機構分為正作用和反作用兩種，當信號壓力增加時推桿向下作用的稱為正作用執行機構；反之，則稱為反作用執行機構。氣動薄膜式執行機構由于裝有平衡彈簧，氣動信號壓力使薄膜室產生的推力減去彈簧的反作用力才是氣動薄膜執行機構的輸出力。輸出力F可由下式計算：

式中：F———輸出力，N；p———信號壓力，Pa；p0———彈簧啟動壓力，Pa；pr———彈簧范圍，Pa；Ae———膜片有效面積，m2；l———閥門行程，cm；L———閥門全行程，cm；pF———有效輸出壓力，Pa。

        由于膜片能承受的壓力較低，一般情況下最大膜室壓力不超過250kPa，被彈簧抵消部分壓力后，剩余的輸出力就變得很小了。高差壓、高靜壓或大尺寸的貼壁角閥選用的氣動薄膜式執行機構，其膜片有效面積Ae必須足夠得大，才能使執行機構有足夠的輸出力去克服作用在閥芯上的不平衡力。增大膜片的Ae也意味著閥門的執行機構的體積變得很大，但由于安裝空間的限制，特別是對于那些安裝在設備底部裙座內用于排放或沖洗的貼壁角閥，大尺寸的執行機構是沒有辦法被接受的。

        若要增加執行機構的輸出力而又不增加其體積，另一種方式就是增加p。工廠的儀表氣源壓力通常是700kPa左右，氣動薄膜式執行機構沒有充分利用儀表氣源的壓力，而采用氣動活塞式執行機構則可以解決這個問題。氣動活塞式執行機構能輸出較大的驅動力且有很快的驅動速度。單作用彈簧復位的氣動活塞式執行機構（直行程）輸出力F計算公式與氣動薄膜式執行機構（直行程）相同，但氣缸所能承受的壓力要比薄膜大得多，較小的體積就可以產生很大的推力。雙作用的氣動活塞式執行機構，由于沒有了彈簧的反作用力，可以在兩個方向上都提供較大的推動力。但由于沒有了彈簧復位功能，雙作用兩位式氣動活塞式執行機構為實現氣開、氣關，需配置儲氣罐。氣動活塞式執行機構可分為兩位式和比例式。雙作用兩位式的執行機構通過兩位五通的電磁閥對氣路進行切換，將活塞由高壓側推向低壓側，帶動推桿推動閥芯實現閥門的全開或全關。用于沖洗或泄料的貼壁角閥多選用這種執行機構。雙作用兩位式氣動活塞式執行機構的氣路如圖1所示。雙作用比例式的執行機構通過雙作用式閥門定位器使推桿的行程跟隨輸入信號成比例的變化，從而帶動閥芯移動，實現閥門開度的變化，用于調節的貼壁角閥多選用這種執行機構。雙作用比例式氣動活塞式執行機構的氣路如圖2所示。

   圖1 雙作用兩位式氣動活塞式執行機構的氣路

圖2 雙作用比例式氣動活塞式執行機構的氣路

         貼壁角閥直接安裝在設備壁或管道壁上，不能設置旁路，因而在設計選型時一般會在執行機構配置手輪，當閥門氣路故障時，可采用手輪進行手動控制。為了降低閥門尺寸和操作方便，手輪多采用側裝。