As vantagens das válvulas de diafragma são semelhantes às das válvulas de mangote. O elemento de fechamento não é molhado pelo meio de processo e pode, portanto, ser fabricado com materiais menos dispendiosos em meios de processo agressivos. O fluxo passa em linha reta ou quase reta e produz uma pequena queda de pressão, tornando-o ideal para operações de comutação e evitando a geração de turbulência. A válvula de diafragma também pode ser usada para operação de estrangulamento. No entanto, ao manter uma posição de estrangulamento perto da parte inferior do corpo da válvula, por vezes pequenas partículas cortam a parte inferior do diafragma ou do corpo da válvula e causam corrosão. Como o diafragma está localizado dentro do corpo da válvula que contém pressão, as válvulas de diafragma podem suportar pressões ligeiramente mais altas do que as válvulas de fixação, mas a faixa geral de pressão e temperatura depende da resistência do material ou do reforço do diafragma. As passagens de fluxo do corpo da válvula estão relacionadas à resistência do diafragma. Outra vantagem da válvula de diafragma é que se o diafragma falhar, o corpo da válvula pode acomodar fluxo raso, o que é melhor do que apertar o corpo da válvula.
As condições de aplicação das válvulas de diafragma são semelhantes às das válvulas de mangote. O ressalto do diafragma permite vedar as partículas do fluido, tornando-o ideal para operação em lamas, materiais de processo ou fluidos contendo sólidos.