Katup desmodromik adalah katup mesin pembakaran internal yang ditutup oleh aktuator mekanis daripada pegas yang lebih konvensional. Metode aktuasi ini menggunakan rocker arm pembuka dan penutup yang terpisah. Lengan ayun ini digerakkan oleh lobus terpisah pada poros bubungan umum atau oleh dua poros bubungan individu. Katup desmodromik dikembangkan untuk mengatasi masalah kerusakan pegas katup dan katup mengambang pada mesin performa tinggi. Kemajuan teknik dan metalurgi baru-baru ini telah mengatasi masalah ini, dan katup desmodromik sekarang hanya digunakan oleh sekelompok kecil produsen mesin.
Pengaturan katup masuk dan buang mesin pembakaran internal konvensional menggunakan lengan ayun yang digerakkan oleh poros bubungan untuk menekan dan membuka katup melawan tekanan pegas. Saat rocker arm terangkat, pegas mengembalikan katup ke posisi tertutup. Pegas katup ini terkena tekanan yang cukup besar; sebelum prinsip kelelahan logam dipahami sepenuhnya, kerusakan pegas katup adalah hal biasa, terutama pada mesin performa kecepatan tinggi. Katup desmodromik dikembangkan dalam upaya untuk mengatasi masalah ini dan masalah kinerja terkait katup umum lainnya. Sistem ini mengandalkan dua lengan ayun per katup, satu untuk membuka katup dan satu lagi untuk menutupnya kembali, sehingga benar-benar menghilangkan kebutuhan akan pegas katup.
Lengan ayun digerakkan oleh camshaft tunggal dengan lobus terbuka dan tertutup individu untuk setiap katup atau oleh dua camshaft terpisah. Metode aktuasi katup ini juga menghilangkan masalah umum terkait katup lainnya: katup mengambang. Fenomena ini terjadi di mana inersia katup pada kecepatan tinggi mengalahkan kemampuan pegas untuk menutupnya sebelum piston mencapai posisi titik mati atas (TDC). Selain kehilangan tekanan silinder yang serius dan efek kinerja negatif yang diakibatkannya, pelampung katup dapat menyebabkan piston mempengaruhi katup terbuka, sehingga membengkokkan batang katup dan mungkin merusak piston. Sistem katup desmodromik tidak harus bersaing dengan energi pegas statis dan oleh karena itu menghilangkan pelampung katup sama sekali.
Meskipun umumnya efektif, katup desmodromik biasanya lebih mahal untuk dipasang dan dirawat dan berisik, terutama pada mesin dengan empat silinder atau lebih. Ini, bersama dengan masalah pelampung katup dan kegagalan pegas, hampir seluruhnya telah dihilangkan oleh teknik modern. Selain itu, teknologi metalurgi telah membuat sebagian besar sistem menjadi usang. Namun ada beberapa pabrikan seperti Ducati yang masih memproduksi motor valve “desmo” untuk motor balapnya. Faktanya, kemenangan Ducati di Kejuaraan Dunia Superbike hingga 2008 dicapai pada sepeda dengan mesin katup desmodromic.