Protitlačni ventil deluje s silo notranje vzmeti: ko je sistemski tlak nižji od nastavljenega tlaka, membrana blokira cevovod pod silo vzmeti; ko je sistemski tlak višji od nastavljenega tlaka, membrana stisne vzmet, odpre cevovod in omogoči pretok tekočine skozi protitlačni ventil. Struktura protitlačnega ventila je podobna strukturi protipovratnega ventila, vendar je njegov odpiralni tlak višji in znaša od 0,2 do 1,6 MPa.
V primerih, ko je tlak v cevovodu ali posodi opreme nestabilen, lahko protitlačni ventil vzdržuje zahtevani tlak v cevovodu, kar omogoča črpalki normalen izhodni tok. Poleg tega se pogosto pojavi sifoniranje na izhodu črpalke zaradi gravitacije ali drugih dejavnikov; protitlačni ventil lahko zmanjša pretok in nihanja tlaka, ki jih povzroča sifoniranje. Pri črpalkah s prostornino, kot so dozirne črpalke, lahko pride do pre-črpanja, ko delujejo pri nizkih sistemskih tlakih. Da bi preprečili takšne težave, mora imeti izhod dozirne črpalke protitlak vsaj 0,7 bara, kar se običajno doseže z namestitvijo protitlačnega ventila na izhodu dozirne črpalke.
