南森級的動力為柴一燃聯合動力裝置(CODAG)，巡航動力為2臺巴贊公司製造的布拉沃12V柴油機，單臺功率4.5兆瓦；1臺美國通用動力公司的LM2500燃氣輪機在高速航行時與柴油機聯合工作，功率19.2兆瓦。最高航速超過26節，巡航速度18節時的續航力為4500海里；雙槳、雙舵，可調距槳。槳機艙實現無人化，在正常工作條件下，可從主機控制艙或艦橋通過綜合平臺管理系統(IPMS)對推進系統進行遙控。
南森級護衛艦首艦“弗裡德約夫·南森”號在艦首還安裝有1具可收放的電力推進器，功率l兆瓦，使艦在狹窄的水域中具有精確的可操縱性，並且在主推進系統損壞的情況下，首推進器還可作為輔助或緊急動力使用。艦上的電力供應由4臺MTU 396 12V柴油發電機提供，單機功率900千瓦。
南森級主要的反艦武器是NSM反艦導彈，兩座四聯裝發射管佈置在艦橋和主煙囪之間，此外機庫還可儲存6枚供NH 90直升機使用的空射型。
NSM反艦導彈在挪威國內被稱為“新型反艦導彈”，而在國際市場上，康斯堡公司給這種新型武器取名為“海軍打擊導彈”(Naval Strike Missile)，兩個名稱的縮寫都是NSM。該導彈著眼於21世紀的戰場環境而研製，號稱是目前世界上最先進的反艦導彈，具有一定的攻擊陸上目標的能力。導彈採用慣導/GPS制導/地形匹配系統和末段紅外成像制導的複合制導方式。在設計上採用了多種手段來避免被目標防禦設施探測到，包括外型採用雷達與紅外隱形設計，採用被動工作方式，並可通過預置飛行途經點進行精確導航的方法來利用地形隱蔽從而不被敵方防空系統探測到。設定飛行路線有自動任務計劃和人工計劃兩種模式，前者可根據給出的戰術情況和艦載作戰指揮系統預先設定的戰術標準自動生成飛行路線，後者可由操控人員修改自動生成的飛行路線，或從頭開始制定飛行路線。每枚導彈可以預置最多200個飛行途經點。
由於南森級的主要作戰使命是反潛，並不追求太強的區域防空能力，因此目前的主要防空武器是32枚點防禦的“改進型海麻雀”防空導彈(ESSM)，使用1座8單元Mk41垂直髮射系統發射，每個發射單元裝填4枚導彈，同時艦上還預留l單元Mk41系統的安裝空間。這樣，在防空方面至少在服役初期還是以自衛防空為主。ESSM導彈由雷聲公司和10個北約國家採用國際合作的方式共同研製，能夠攔截高速反艦導彈。與基本型“海麻雀”RIM.7P導彈相比，具有相同的半主動雷達導引頭和戰鬥部，但採用了小展弦比彈翼加控制尾翼的氣動佈局、新的大直徑單級固體高能火箭發動機和矢量推力系統，從而擁有更高的速度、更遠的射程和更好的機動性，最遠射程超過50千米，達到了以前中程防空導彈的水平，最大機動過載則達到了50G，而且不會隨射程的增加而大幅減小。
艦上裝備2部Mk82(AN/SPG-62)連續波照射雷達，提供對ESSM導彈的末段引導，VIGY2(~電和紅外探測儀提供被動探測能力，以及利頓公司生產的3部導航雷達(2部x波段，1部S波段)等。
作為MSI一2005F反潛作戰系統的組成部分，南森級裝備了泰利斯水下系統公司研製的綜合聲吶系統，它包括先進的“卡普塔斯”Mk2 V1組合式主/被動拖曳陣聲吶和MRs 2000艦殼聲吶，可提供遠、中、近水下探測能力。“卡普塔斯”Mk2V1包括1個採用了FFR(Free Flooded Ring)技術的低頻主動拖體，能夠通過1個緊湊的基陣發射和傳送高品質的聲信號，被動拖曳陣聲吶則採用一種3個一組的“品”字型聽音器陣列，能以高精確度對左/右側的信號進行區分。
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