يعمل صمام الضغط الخلفي من خلال القوة المرنة للزنبرك المدمج: عندما يكون ضغط النظام أقل من الضغط المحدد، يسد الحجاب الحاجز خط الأنابيب تحت تأثير قوة الزنبرك. عندما يكون ضغط النظام أكبر من الضغط المحدد، يضغط الحجاب الحاجز على الزنبرك، ويتصل خط الأنابيب، ويمر السائل عبر صمام الضغط الخلفي. يشبه هيكل صمام الضغط الخلفي هيكل الصمام أحادي الاتجاه، إلا أن ضغط الفتح يكون أكبر من ضغط الصمام أحادي الاتجاه، ويتراوح بين 0.1 و1.0 ميجا باسكال.

عندما يكون الضغط في خط الأنابيب أو حاوية المعدات غير مستقر، يحافظ صمام الضغط الخلفي على الضغط المطلوب في خط الأنابيب، مما يسمح للمضخة بإخراج التدفق بشكل طبيعي. بالإضافة إلى ذلك، بسبب الجاذبية أو غيرها من العوامل، غالبًا ما يحدث سحب عند مخرج المضخة. في هذه الحالة، يُقلل صمام الضغط الخلفي من تقلبات التدفق والضغط الناتجة عن السحب.