שסתום המחט כולל ליבת שסתום בעיצוב ייחודי, בצורת חרוט חד, המוכנס למושב השסתום כמו מחט עדינה. הליבה המעוצבת בקפידה מאפשרת לשסתום המחט לשלוט במדויק על זרימת נוזלים ולחץ אפילו עם פתחים קטנים, מה שמאפשר ויסות עדין של זרימת המדיה.
גוף השסתום, המשמש כמעטפת המגן החיצונית של שסתום המחט, מיוצר בדרך כלל באמצעות תהליכי יציקה או חישול. ניתן לבחור את החומר על סמך סביבת העבודה ומאפייני המדיה, כגון נירוסטה או פלדת פחמן. פנימית, הוא כולל מושב שסתום מעובד בקפידה ומעבר נוזלים המתאימים בצורה מושלמת לליבת השסתום, מה שמבטיח זרימת מדיה חלקה.
גזע השסתום הוא מרכיב חיוני המחבר את ליבת השסתום ומנגנון ההפעלה. הוא מעביר את פעולות מנגנון ההפעלה לליבת השסתום, ובכך מניע את הפתיחה והסגירה של השסתום. עליו להיות בעל חוזק וקשיחות מספקים כדי לעמוד בכוחות ובמומנטים שנוצרים על ידי ליבת השסתום במהלך הפעולה, תוך הבטחת חיבור מאובטח לליבת השסתום כדי למנוע התרופפות או ניתוק.
כדי להבטיח ביצועי איטום מעולים, אטמים מותקנים במפרקים בין ליבת השסתום למושב השסתום, ובין גזע השסתום לגוף השסתום. אטמים אלה עשויים בדרך כלל מחומרים כגון גומי או פולי-טטרה-פלואורואתילן (PTFE), אשר בעלי גמישות מעולה ועמידות בפני שחיקה, המונעים למעשה דליפת מדיה.
מנגנון ההפעלה הוא מרכיב הליבה השולט על הפתיחה והסגירה של שסתום המחט. שיטות הפעולה שלו מגוונות, כולל ידני, חשמלי ופנאומטי. מנגנוני הפעלה ידניים מורכבים בעיקר מיודית או גלגל יד, אשר מסובבים ידנית כדי להניע את גזע השסתום ואת ליבת השסתום. מנגנוני הפעלה חשמליים מסתמכים על מנוע חשמלי כדי להניע את סיבוב גזע השסתום, להשגת שליטה אוטומטית. מנגנוני הפעלה פניאומטיים משתמשים באוויר דחוס כדי להניע מפעיל פניאומטי, ובכך מפעילים את גזע השסתום.