Z门在布洛赫球面表达下将使目标量子位绕z轴旋转180度；

在矩阵力学中表示为：Z门的矩阵表述

在单量子位计算中Z门不改变|0>态的系数而把|1>态的系数翻转。由于布洛赫表示到一般表示有如下公式：

布洛赫球表示到一般表示

因此Z门的本质相当于将e^(iφ）变为它的相反数，又称相位翻转门。