浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，见下图。壳体和管束对热膨胀是自由的，故而两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束有容易地插入或抽出壳体（也可设计成不可拆的），这样为检修、清洗提供了方便。但该换热器结构比较复杂，而且浮动端小盖在操作时无法知道泄漏情况，因此在安装时特别注意其密封。
浮头式换热器的浮头部分结构，按不同的要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。图2所示结构，其浮头部分虽可以自由移动，但管束不能抽出壳休。优点是在相同的壳体直径下，布管数多，换热面积增加，但对于换热管外壁要求经常清洗的情况，不宜采用此结构形式。