شیر سوزنی در ساختار شبیه شیر کروی است با این تفاوت که به جای دیسک دارای یک قطعه مخروطی شکل بلند شبیه به یک سوزن در انتهای میله اصلی شیر می باشد. همین قطعه مخروطی شکل باعث می گردد که سطح نشستن در این نوع شیر کمتر از شیر کروی گردد . شیر سوزنی در مسیرهای عمدتا نصب می گردند که قرار است در این مسیر کار کنترل دبی جریان انجام پذیرد . شیر سوزنی به خاطر داشتن رزوه های ریز روی دسته که باعث می شود حرکت سوزن شیر به ازای چرخش دسته کم باشد و در نتیجه دقت عمل شیر در کنترل جریان زیاد می شود.
سیال پس از ورود به شیر های سوزنی به سیستم داخلی آن و یک محفظه کوچک وارد میشود. در آن قسمت جهت جریان سیال بصورت 90 درجه تغیر میکند و سپس به طرف یک مخروط میرود و راه خروج خود را پیدا میکند .در این شیرآلات سوزنی قطعه ای که بصورت مخروط میباشد, بعنوان دیسک عمل میکند . ضخامت مخروط ذکر شده پایین است و می تواند از سوراخی که روی صفحه آن تعبیه شده عبور کند و باعث شود تا مسیر عبور کاهش پیدا کند.