南森采水器由一个两端具有活门的镀镍黄铜（或不锈钢）圆筒构成，总长65厘米，容积约1升，两端各有活门，由弹簧调节松紧，各用杠杆与同一根连杆连接，使两个活门可同时启开或关闭，采水器配置了两支颠倒温度计。采水器上端装有释放器，它包括撞击开关和挡片。采水器下端固定在钢丝绳上，上端利用挡片扣在钢丝绳上，钢丝绳穿过一个重锤的孔。使用时用钢丝绳将采水器系放入水中，这时两端的活门因采水器的重力同时打开，水可自由出入。到达预定的深度后，在水面将重锤释放，自由下降的重锤将释放器上的撞击开关撞开，这时挡片也被移开，不再扣住钢丝绳，采水器上端脱开绳子倒转180°，这时采水器的重力使两端的活门同时关闭。

 如果按一定距离在同一根钢丝绳上装设若干个采水器成串放入水中，则当第一个采水器上端的挡片移开而颠倒后，重锤将继续自由下落，撞在第一个采水器下端固定架的小杠杆上，使其下配置的第二个重锤沿钢丝绳自由下落，到一定距离后撞在第二个采水器上端的撞击开关上，如此继续下去，可在一次系放过程中采取不同深度的若干个水样，同时测定了各水样所在水层的水温。

附在采水器上的两支颠倒温度表随同采水器颠倒，记录采水时的温度，通过两支表的读数，还可以估算采水时的深度。

南森采水器适于常规水文、海水化学和微生物调查，由于结构简单，工作可靠，使用方便，是各国常规使用的一种采水器。

颠倒温度表
reversing thermometer 
由主温表和辅温表组装在厚壁玻璃套管内而成的温度表。专用于测量海洋或湖泊表层以下各水层的温度，准确度高达±0.02℃，只适用于定点不连续的测量。测量时常与颠倒采水器配合使用。
 受压型的颠倒温度计的套管一端封闭，防压型的两端完全封闭 。主温表为双端式水银温度表 ，由贮蓄泡、接受泡、毛细管和盲枝等部分组成。贮蓄泡和玻璃套管之间充以水银，为避免深水水压影响主温表中水银柱的升降，特留有一定的空间。感温时贮蓄泡向下，盲枝的交叉点（断点）以上的水银柱高度取决于现场温度。将温度表颠倒时，水银柱便在断点处断开，从而保留了现场的温度读数。将温度表提出水面后，即可读出所测量的水层的温度。辅温表为普通的水银温度表，可用其测量环境的温度，计算出主温表读数的误差而加以订正。闭端颠倒温度表的水银柱高度不受水压（或水深）的影响，故可利用闭端的和开端的颠倒温度表的差值算出仪器沉放的深度。