下投探空系统一般由带降落的下投探空仪、机载下投装置和机上资料系统组成，测量大气气压、温度、湿度和风速风向的探空仪的组成与常规无线电探空仪相同（见无线电探空仪），放置于下部可开口的圆形长筒中开展下投。

下投装置分为有人驾驶飞机上的手工下投辅助装置和无人驾驶飞机上的自动投放装置两种。机载资料系统包括探空仪定标接口、无线电接收子系统、计算机、数据处理软件和资料存储及分发子系统。还有一种基于平流层气球吊篮平台的下投探空技术，吊篮中可以放置多枚下投探空仪，在1～2周的长时间平飘过程中，通过卫星通信方式远程控制下投，实现长距离跨洋的探空测量。