三维球形橡胶膨胀节由二个球型结构元件和一个套筒结构元件组成。球型结构元件作径向挠曲的角向位移。套筒结构元件作轴向的线位移。本球型结构元件和套筒结构元件均可以独立安装。独立安装时，球型结构元件能解决管道弯曲补偿，套筒结构元件能解决管道轴向伸缩补偿。当两个球型结构元件和一个套筒结构元件组合时，形成能同时吸收三维膨胀量的肘节结构。三维球型橡胶膨胀节偏转角度大、轴向位移大，能有效地吸收锅炉较大的向下位移量。
三维球型橡胶膨胀节选择时，如水平安装，主要吸收锅炉向下位移量，即三维球型橡胶膨胀节角向位移量。此时应该选择角向补偿量大，轴向的位移小的三维球型橡胶膨胀节。反之，垂直安装，主要吸收的也是锅炉向下位移；即三维球型补偿轴向位移量，此时应该选用角向补偿量小，轴向的位移大的三维球型橡胶膨胀节。 三维球型橡胶膨胀节编制规格按公制定为：DN200~DN600共9种；编制规格按英制定为：18″、20″、22″、24″、26″、28″、30″、32″共8种；编制规格按长度定为1200~3000共5种；总规格合计为85种。主要技术参数：位移值：角向位移 ±4°~±12°；轴向位移 50mm~300mm。工作温度：≤220℃和220℃~450℃两种。
设计选型时请尽可能增加橡胶膨胀节长度，减少角度补偿。设计冷拉值一般选择径向补偿量的2/3；补偿角度的选择可查选型参数表。