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ECMO的设备大部分来自体外循环的设备，其组成部分包括替代循环系统动力部分之驱动泵（血液泵）、替代呼吸系统功能之气体交换装置（氧合器）、替代循环系统回路之动、静脉导管及管路、气体与氧气混合调节器、加热器、各种血液参数监测器与其他附加装置。
驱动泵代替心脏的泵血功能，为血液在循环管路中流动提供动力。目前临床上用于ECMO的驱动泵主要有两类，即滚轴泵和离心泵。
滚轴泵由泵头、血囊、泵管组成。泵头分滚轮压轴和泵槽两大部分。泵管放入泵槽中，通过滚轮压轴对泵管外壁的滚动方向挤压，推动管内的液体向一定方向流动。血囊有静脉血液储存功能，并保持着重力差，可将静脉血引流出来。泵管将血液向前推进，滚轮的前面是正压，后面是负压。
离心泵由电机和泵头组成。在泵头的圆心和圆周部各开一个孔。当其内圆锥部高速转动时，圆心中央部分为负压，可将血液吸入，而圆周部为正压，可将血液甩出。离心泵的转子与电机用导线连接，可进行远距离操作。泵头内采用了肝素结合技术，生物兼容性好。控制部分采用计算机技术，可对自身状态进行检测，一旦出现问题，及时报警并出现提示信息以利调整，且所有离心泵都有流量、转速两个窗口同时显示。为了预防意外断电，有些离心泵还备有内部电池，在断电时能在5L/min流量下工作近30分钟。为了使灌注更接近生理，依靠微处理机控制电机在高速和低速交替运转而使血流形成脉冲，离心泵还可进行搏动灌注。
与滚轴泵相比，离心泵驱动一定量的血液所需的动力较少。另外，通常不会产生过大的负压而造成血液气泡，也不会产生过大的正压。而且离心泵能捕获少量气体，使其留在泵头中。虽然离心泵不会产生过大的负压或正压，增强了其安全性，但任何导致流出阻力增加的情况，如体循环血管阻力或血压上升、动脉插管扭折、患儿翻转时压迫胸腔等都会减少回流到患儿的血流量。此外，在低流量时，相比滚轴泵，离心泵的高转速和产生的热量可能会导致溶血增加。
氧合器即气体交换装置，有氧气交换、二氧化碳排出与血液温度调节功能。根据其制造材质可分为两大类：硅胶膜氧合器与中空纤维氧合器。
硅胶膜缠绕在聚碳酸酯核心外面，装在硅胶套筒内。血流从一端通过，与另一端反方向通过的气体进行交换，使气体交换面积最大化，因此气体交换效率很高。
临床上经常应用有孔型模式氧合器，选用聚四氟乙烯、聚丙烯为原料，该材料组织相容性好，气体交换能力强。
ECMO管路的内径尺寸：新生儿1/4in、儿童3/8in。每个ECMO中心可能会设计更符合本单位需求和习惯的ECMO管路，都应遵循以下原则：①管路尽量短：管路中的阻力与长度成正比，而且管路越长，血液与异物接触的表面积越大、预充液体总量和热量损失越多；②接头尽量少：管路中每一个接头处都有可能产生湍流，而湍流的部位容易导致血栓形成和红细胞破坏；③接头要牢靠：目前多用化学方法密封，减少高压情况下接头脱落的可能性。
目前ECMO管路产品大致分为肝素涂层和非肝素涂层技术两大类。①肝素涂层技术：Duraflo Ⅱ涂层、Carmeda Bioactive Surface涂层、Biolinc Coating涂层、Corline涂层、Trilium Biopassive Surface涂层。②非肝素涂层技术：X涂层、Mimesys涂层、SMARxT涂层、Safeline涂层、Softline涂层。
ECMO插管是提供理想ECMO流量的主要限制因素之一。血流阻力随插管内径减小而增加，因此为了确保足够的血流量，要放置尽可能粗的插管。通常泵的流量应保持在60～120ml/（kg·min），插管太小则不能提供足够的支持。插管规格以法制单位（F）来表示，表明了插管的外径。此外，管壁厚度和插管的长度也必须考虑。静脉插管末端和侧面都有孔，即使末端堵塞血流也可通过。动脉插管只有末端孔，以防止动脉损伤。
ECMO的治疗目的是持续生命支持，长期低体温会导致许多并发症，因此一般需变温装置，具体包括热交换器和变温水箱。
热交换器：由于血液在管路流动过程中会丢失很多热量，故所有的ECMO系统都有一个热交换器，整合于氧气合器中。若置于氧合器后，则还可作为气泡俘获器。ECMO的热交换器是不锈钢管外包裹一个透明、中空的聚碳酸酯壳。血液在不锈钢管内流动，管外37～40℃的热水与血流相向而行，为血液充分加温。一般可将流经热交换器的血液加热至略高于体温，上限约为42℃，以避免溶血和气泡形成。另外，管外的水流必须为低压，保证即使热交换器一旦出现破漏，管道外的水也不会进入血液，而是血液向外渗漏。
普通变温水箱无自动降温、复温功能，仅有加温和泵水作用，可将冰水、温水或非加温水快速泵至热交换器内。有4个温度挡：30℃、38℃、40℃、42℃，可根据需要而选择。温度控制器在加热至42℃时能自动停泵和停止加热，超温报警灯亮，以防血液温度过高造成严重后果。降温时则需往水箱内加冰块。
全自动变温水箱具有自动制冷、制冰、加温、温度显示及温控报警功能。此类水箱体积大、不易搬动、变温能力强。控制单元可显示3个不同的温度值，即：①预设的温度值，该数值可根据需要而调节；②水温有加热或制冷状态指示；③患儿体温。该控制单元还具有报警功能，当温度过高时，加热部分自动关机，制冷部分开动，通过冷热水的混合以达到所需要的温度。
ECMO的附加设备包括监测器和安全设备。ECMO的任一组件失灵都会导致患儿生命危险。所以监测ECMO系统，不单是监测功能是否恰当，还要监测是否有失灵征象。
血气分析与氧饱和度监测器：ECMO系统能通过血气分析与氧饱和度监测器持续监测动、静脉血液的pH、氧饱和度、氧分压和二氧化碳分压等。血液中氧气和二氧化碳的分压反映了泵流量、氧合器功能和患儿状态，也是评判ECMO支持治疗效果的重要指标。ECMO系统中PaO 2 、PaCO 2 和氧饱和度直接反映气体交换装置的功能，同时也能间接反映患儿的心肺功能。静脉血氧饱和度直接反映氧气输送的有效性、患儿氧耗状况与肺脏功能。
流量测定装置：超声流量测定装置可以精确测定泵的流量，尤其是在ECMO系统中有旁路，如血液过滤装置时非常有用。其原理是通过超声透过时间来测定血流的体积。血流管路穿过能产生超声波束的感测器，根据液体的流动得出超声波从一个感测器穿行到另一个感测器的精确时间，然后计算出流量显示于流量表上。
气泡探测器：ECMO是一个密闭系统，若空气进入将会产生严重后果，尤其是在VA-ECMO模式中，空气会进入动脉系统，导致心脑动脉血管的栓塞。气泡探测器常使用超声或红外技术。超声感测器可检测出最少300～600μL的气泡，但快速输入不同密度的液体（如血小板）也会触发报警。红外感受器能检测出最少500μL的气泡。
压力监测器：正压监测器监测进出气体交换装置的压力与压力差，以了解患儿血容量多少、血压高低、动脉插管是否通畅、氧合器和循环管路中是否有血块。静脉引流不足会导致泵后管路负压过大，当负压>30mmHg容易造成溶血。因此负压监测器可监测静脉引流量和患儿血量是否足够，判断静脉插管位置是否正确。
其他监测器：血液温度监测器监测进入患儿体内前血液温度，从而得知变温器效能；血液逆流监测器是一种阻止ECMO动力泵无法转动时，患儿血液经动脉插管逆流至静脉插管的安全装置；游离血红素监测器监测溶血程度，可作为更换氧合器指标；ACT监测仪监测血液肝素化的抗凝程度，判断是否需要追加肝素；TEG监测仪监测患儿凝血功能，包括纤维酶原形成、血块形成、血块稳定、血小板功能及溶解血块功能。
ECMO器械专用包、独立的电源接线板、各类镇静药和抢救用药、肝素等。