Une vanne papillon à double excentrique – également appelée vanne papillon haute performance ou vanne papillon double offset – se distingue d'une vanne papillon concentrique par deux décalages géométriques de l'axe de rotation. Premièrement, la tige est décalée derrière le plan du siège, et deuxièmement, elle est décalée latéralement par rapport au centre du tuyau. Cela permet au disque de sortir immédiatement du siège lors de l'ouverture, plutôt que de frotter contre lui. Les avantages par rapport aux vannes concentriques sont une usure réduite du siège, une durée de vie plus longue et la possibilité d'utiliser des sièges métalliques. La conception double excentrique est donc particulièrement adaptée aux pressions plus élevées (PN16 à PN40), aux températures élevées, aux cycles de manœuvre fréquents et aux fluides qui endommageraient les sièges en élastomère souple – par exemple la vapeur, les gaz chauds, les fluides abrasifs et les produits chimiques agressifs.