La valve séparatrice d'huile est très importante dans le système de séparation d'huile. Dans certaines séparateurs d'huile, elle gère l'entrée du mélange air-vapeur d'huile dans le séparateur et la sortie d'air propre. Il y a généralement une valve à sens unique qui permet au vapeur de s'écouler vers un point précis, mais n'autorise pas le reflux. Des limites pour le fonctionnement mécanique sont définies dans le carter moteur ou le séparateur d'huile pour certaines valves de séparation d'huile. Par exemple, si la pression du carter moteur augmente au-delà des limites fixées, alors la valve est supposée s'ouvrir davantage pour permettre un passage accru du vapeur vers le séparateur d'huile. Les performances optimales des valves de séparation d'huile bénéficient grandement au séparateur d'huile ainsi qu'au système de ventilation du moteur.