Принцип роботи триходового клапана полягає в розбивці циркуляційного кільця на контур з постійним і змінним гідравлічним режимом. До патрубка з постійним гідравлічним режимом приєднують споживачів потребують якісного регулювання, а до патрубків зі змінним режимом, гілки з кількісним регулюванням.
Основною відмінністю в роботі триходові клапанів, в порівнянні з Двоходові клапанами, є те, що при будь-якому положенні штока, витрата через патрубок з постійним гідравлічним режимом практично не змінюється, - клапан не може припинити подачу теплоносія. Патрубок з постійним гідравлічним режимом на схемах позначають літерами AB, а патрубки зі змінним режимом літерами А і В.
Спростити для розуміння принцип роботи триходового клапана, можна схематично замінивши його двома Двоходові клапанами, що працюють реверсивно, тобто відкриття одного - призводить до закриття іншого. На схемі змішувальний триходовий клапан замінений двома Двоходові клапанами.
Все триходові клапани, за принципом дії діляться на змішувальні і розділові.
Змішувальний триходовий клапан - має два входи і один вихід. Застосовується, для якісного регулювання в системах опалення, за рахунок змішування двох потоків теплоносія з різною температурою. Якісне регулювання з підтримкою заданої температури теплоносія виходить з порту AB, досягається зміною пропорції між теплоносієм надходять з порту А і порту B. Деякі типи змішувальних триходові клапанів, при відповідній схемі установки, забезпечують поділ потоку.
Розділовий триходовий клапан (розподільний) - має один вхід і два виходи. Застосовується, як правило, для кількісного регулювання за рахунок поділу потоку теплоносія, в схемах підігріву води систем гарячого водопостачання, а також у вузлах обв'язки повітронагрівачів і повітроохолоджувачів. Вхід розподільного клапана позначають літерами AB, а виходи A і В.