Die Vorteile von Membranventilen ähneln denen von Quetschventilen. Das Schließelement wird vom Prozessmedium nicht benetzt und kann daher bei aggressiven Prozessmedien aus kostengünstigeren Materialien hergestellt werden. Der Strömungsstrom verläuft geradlinig oder nahezu geradlinig und erzeugt einen geringen Druckabfall, was ihn ideal für den Schaltbetrieb macht und die Entstehung von Turbulenzen vermeidet. Das Membranventil kann auch für den Drosselbetrieb verwendet werden. Wenn jedoch eine Drosselposition in der Nähe der Unterseite des Ventilkörpers beibehalten wird, schneiden sich manchmal kleine Partikel in die Unterseite der Membran oder des Ventilkörpers ein und verursachen Korrosion. Da sich die Membran innerhalb des druckführenden Ventilkörpers befindet, können Membranventile etwas höhere Drücke aushalten als Klemmventile, der Gesamtdruck- und Temperatur-Nennbereich hängt jedoch von der Zähigkeit des Materials oder der Verstärkung der Membran ab. Die Durchflusskanäle des Ventilkörpers hängen von der Zähigkeit der Membran ab. Ein weiterer Vorteil des Membranventils besteht darin, dass der Ventilkörper bei Ausfall der Membran einen geringen Durchfluss aufnehmen kann, was besser ist, als das Ventilgehäuse festzuziehen.
Die Einsatzbedingungen von Membranventilen ähneln denen von Quetschventilen. Durch den Rückprall der Membran kann diese entlang der Partikel in der Flüssigkeit abgedichtet werden, was sie ideal für den Einsatz in Schlämmen, Prozessmaterialien oder Flüssigkeiten mit Feststoffen macht.