Le valvole di sicurezza rientrano principalmente in due categorie strutturali: caricate a molla e ponderate a leva. Nelle valvole caricate a molla, la tenuta tra il disco e la sede è mantenuta dalla forza di una molla, mentre le valvole ponderate con leva si basano sulla forza esercitata da una leva e da un peso. Per soddisfare l'esigenza di scarico ad alta capacità, è stata sviluppata una valvola di sicurezza "di tipo a impulsi", nota anche come valvola di sicurezza pilotata; questa tipologia è composta da una valvola principale di sicurezza e da una valvola ausiliaria. Quando la pressione del fluido all'interno della tubazione supera il limite specificato, la valvola ausiliaria si apre per prima, consentendo al fluido di fluire attraverso una linea pilota verso la valvola di sicurezza principale e di azionarla, alleviando così la pressione in eccesso.
La capacità di scarico di una valvola di sicurezza dipende dal diametro del foro della sede e dall'alzata (altezza di apertura) del disco. Le valvole sono classificate in due tipi in base all'alzata: valvole "a alzata ridotta", dove l'alzata è compresa tra 1/20 e 1/40 del diametro interno della sede, e valvole "a alzata completa", dove l'alzata è compresa tra 1/3 e 1/4 di quel diametro.
Inoltre, le valvole di sicurezza sono classificate come chiuse o non chiuse, a seconda dei requisiti operativi. Nelle valvole chiuse, il fluido scaricato non si disperde nell'ambiente ma viene convogliato interamente attraverso un'apposita uscita; questo tipo è tipicamente utilizzato per fluidi tossici o corrosivi. Le valvole non protette vengono generalmente utilizzate per fluidi non tossici o non corrosivi.