Vastapaineventtiili toimii sisäisen jousen voimalla: kun järjestelmän paine on pienempi kuin asetettu paine, kalvo tukkii putkilinjan jousivoiman vaikutuksesta; kun järjestelmän paine on korkeampi kuin asetettu paine, kalvo puristaa jousta, avaa putkilinjan ja antaa nesteen virrata vastapaineventtiilin läpi. Vastapaineventtiilin rakenne on samanlainen kuin takaiskuventtiilin, mutta sen avautumispaine on korkeampi, 0,2-1,6 MPa.
Tilanteissa, joissa paine putkistossa tai laitesäiliössä on epävakaa, vastapaineventtiili pystyy ylläpitämään vaaditun paineen putkilinjassa, jolloin pumppu voi tuottaa normaalisti. Lisäksi pumpun ulostulossa tapahtuu usein sifonointia painovoiman tai muiden tekijöiden vuoksi; vastapaineventtiili voi vähentää virtausta ja sifonoinnin aiheuttamia paineen vaihteluita. Ylimääräisissä pumpuissa, kuten annostuspumpuissa, voi tapahtua yli-pumppausta käytettäessä alhaisilla järjestelmän paineilla. Tällaisten ongelmien estämiseksi annostuspumpun ulostulon vastapaineen on oltava vähintään 0,7 baaria, mikä yleensä saavutetaan asentamalla vastapaineventtiili annostuspumpun ulostuloon.
