Zalety zaworów membranowych są podobne do zaworów zaciskowych. Element zamykający nie jest zwilżany przez medium procesowe i dlatego może być wytwarzany z tańszych materiałów w agresywnych mediach procesowych. Strumień przepływu przepływa po linii prostej lub prawie prostej i wytwarza niewielki spadek ciśnienia, dzięki czemu idealnie nadaje się do operacji przełączania i pozwala uniknąć generowania turbulencji. Zawór membranowy może być również stosowany do pracy dławiącej. Jednakże, podczas utrzymywania położenia dławiącego w pobliżu dna korpusu zaworu, czasami małe cząstki wcinają się w dno membrany lub korpusu zaworu i powodują korozję. Ponieważ membrana znajduje się w korpusie zaworu utrzymującym ciśnienie, zawory membranowe mogą wytrzymać nieco wyższe ciśnienia niż zawory zaciskowe, ale ogólny zakres ciśnienia i temperatury zależy od wytrzymałości materiału lub wzmocnienia membrany. Kanały przepływowe korpusu zaworu są powiązane z wytrzymałością membrany. Kolejną zaletą zaworu membranowego jest to, że w przypadku awarii membrany korpus zaworu może przyjąć płytki przepływ, co jest lepszym rozwiązaniem niż dokręcanie obudowy zaworu.
Warunki stosowania zaworów membranowych są podobne do warunków stosowania zaworów zaciskowych. Odbicie membrany umożliwia jej uszczelnienie wzdłuż cząstek cieczy, co czyni ją idealną do pracy w zawiesinach, materiałach procesowych lub płynach zawierających ciała stałe.