安全閥結構主要有兩大類：彈簧式和杠桿式。彈簧式是指閥瓣與閥座的密封靠彈簧的作用力。杠桿式是靠杠桿和重錘的作用力。又有一種脈沖式安全閥，也稱為先導式安全閥，由主安全閥和輔助閥組成。當管道內介質壓力超過規定壓力值時，輔助閥先開啟，介質沿著導管進入主安全閥，并將主安全閥打開，使增高的介質壓力降低.
安全閥的排放量決定于閥座的口徑與閥瓣的開啟高度，也可分為兩種：微啟式開啟高度是閥座內徑的（1/15）-（1/20），全啟式是（1/3）-（1/4）.
此外，隨著使用要求的不同，有封閉式和不封閉式。封閉式即排出的介質不外泄，全部沿著規定的出口排出，一般用于有毒和有腐蝕性的介質。不封閉式一般用于無毒或無腐蝕性的介質。
按其整體結構及加載機構的不同可以分為重錘杠桿式、彈簧式和脈沖式三種.
1.重錘杠桿式安全閥:重錘杠桿式安全閥是利用重錘和杠桿來平衡作用在閥瓣上的力。根據杠桿原理，它可以使用質量較小的重錘通過杠桿的增大作用獲得較大的作用力，并通過移動重錘的位置（或變換重錘的質量）來調整安全閥的開啟壓力.
重錘杠桿式安全閥結構簡單，調整容易而又比較準確，所加的載荷不會因閥瓣的升高而有較大的增加，適用于溫度較高的場合，過去用得比較普遍，特別是用在鍋爐和溫度較高的壓力容器上。但重錘杠桿式安全閥結構比較笨重，加載機構容易振動，并常因振動而產生泄漏；其回座壓力較低，開啟后不易關閉及保持嚴密。
2.彈簧微啟式安全閥:彈簧微啟式安全閥是利用壓縮彈簧的力來平衡作用在閥瓣上的力。螺旋圈形彈簧的壓縮量可以通過轉動它上面的調整螺母來調節，利用這種結構就可以根據需要校正安全閥的開啟（整定）壓力。彈簧微啟式安全閥結構輕便緊湊，靈敏度也比較高，安裝位置不受限制，而且因為對振動的敏感性小，所以可用于移動式的壓力容器上。這種安全閥的缺點是所加的載荷會隨著閥的開啟而發生變化，即隨著閥瓣的升高，彈簧的壓縮量增大，作用在閥瓣上的力也跟著增加。這對安全閥的迅速開啟是不利的。另外，閥上的彈簧會由于長期受高溫的影響而使彈力減小。用于溫度較高的容器上時，常常要考慮彈簧的隔熱或散熱問題，從而使結構變得復雜起來。
3.脈沖式安全閥:脈沖式安全閥由主閥和輔閥構成，通過輔閥的脈沖作用帶動主閥動作、其結構復雜，