De bathyscaaf bestaat uit een zware stalen bol voor de bemanning, opgehangen aan een drijflichaam dat gevuld is met een vloeistof lichter dan water, zoals kerosine (vliegtuig benzinevliegtuigbrandstof). Een met lucht of gas gevuld drijflichaam zou vereisen dat dit even sterk is als de bemanningsbol, om door de hoge druk in de diepte niet samengeperst te worden en daarmee zijn drijfvermogen te verliezen. Onder water wordt de bathyscaaf bestuurd zoals een [[luchtballon]], hij daalt door zijn eigen gewicht en door wat drijfvloeistof te laten ontsnappen, en hij stijgt door het loslaten van [[ballast]]. De ballast bestaat uit [[IJzer (element)|ijzer]] (schroot), dat door [[elektromagneet|elektromagneten]] vastgehouden wordt. Op die manier komt het vaartuig vanzelf naar de oppervlakte bij een storing in de energievoorziening.
Later werden er ook lichtere types gebouwd met een eigen aandrijving.
