1891年，南森聘請造船工程師柯林·阿奇爾建造世界第一艘極地探險船“弗拉姆號”。

該船設計頗為巧妙，圓形船體沒有明顯龍骨，

還有破冰時把方向舵和螺旋槳安全收起來的井柵，船艙都用牢固的材質(zhì)支撐。

格陵蘭考察成功后，功成名就的南森沒有停止探險的想法。雄心勃勃的他心里一個有更加偉大的夢想和目標——瞄準了更加遙遠的北極點。南森的想法是利用移動的洋流，乘坐可以漂浮的木船，從東到西，穿越北極點！

早在1884年11月，當時南森還只是卑爾根博物館的一位年輕動物學家。他在報紙上讀到一篇有趣的文章。文章報道說：1879年，一艘美國探險船“珍妮號”受困于西伯利亞積冰，在北冰洋里漂浮了21個月，最后不堪壓力而斷裂，并于1881年6月沉沒。然而三年后，發(fā)現(xiàn)“珍妮號”上的物件在冰中漂浮數(shù)千英里后被沖到了格陵蘭島西海岸。

是什么力量使這些殘骸從遠在2000英里以外的北極的那一頭漂到這里來的呢？文章作者大膽設想這是由一種尚未查明的洋流造成的。南森對這個假設很感興趣，對此找了大量的資料來加以證明，其中一個比較有說服力的是在格陵蘭近海也曾發(fā)現(xiàn)過從西伯利亞森林中漂過來的木頭和阿拉斯加北部愛斯基摩人制造的一種木兵器。為了實地證明，他決定到北極進行一次探險，利用白令海到北極點的洋流來自行漂流，以驗證是否會出現(xiàn)和“珍妮號”一樣的結(jié)果。

1890年2月，南森向奧斯陸地理學會提出了自己的建議——專門建造一只船，讓其在西伯利亞的海面上封凍，然后在格陵蘭島和斯匹茨卑爾根群島之間向北漂移越過北極，并用這個機會探清廣大北極地區(qū)的奧秘，這個航程約需2～5年。起初，這一建議同樣遭到一些懷疑家們的譏諷。但由于南森在上一次探險中的神奇經(jīng)歷，廣大公眾對他寄予厚望。

南森這個新穎獨特的方案可能會使挪威人成為第一個到達北極的人，那將不僅僅是南森個人的事，而將是整個挪威人的驕傲。于是挪威人紛紛解囊資助這次探險，當時挪威政府也表示支持，提供了大部分資金。甚至國王奧斯陸也為此捐獻了20000克朗，這樣一來資金問題很容易就解決了。

在冰天雪地里航行，首先得有一艘特別的船，這種船必須經(jīng)得起浮冰的碰撞，方法就是建造一艘比“珍妮號”更堅固的船只。1891年，南森聘請?zhí)K格蘭裔挪威籍杰出造船工程師柯林·阿奇爾（Colin Archer）負責建造。

南森與科林·阿切爾共同設計一只粗短而堅固的船，這只船的船頭、船尾和龍骨都做成流線型，使冰塊無法抓住船的任何一部分。按照南森的說法，整條船應像鰻魚一樣能掙脫冰塊的懷抱，當冰塊一向它壓過來，船將被冰的壓力抬起來，而不是被壓碎。因為在北冰洋上航行，怕的不是夏季冰雪消融時散綴在北冰洋外緣的流冰，而是雜陳在北極附近的巨大的浮冰塊。這些冰塊順流漂移隨潮上下，時而凍結(jié)，時而分離，互相擠壓，不經(jīng)特殊設計的船只是經(jīng)不起這種冰的壓迫的。

這艘新設計的船長128英尺，三桅帆，能容納13個人和夠5年用的燃料和食物。隨船還配備了一臺蒸汽機做為補助動力，船上還裝有一臺由輪機、手搖或風車帶動的發(fā)電機，供在北極圈內(nèi)過冬時使用。為保證探險者感覺暖和，南森在他的船上用厚毛毯、馴鹿皮、軟木刨片、瀝青等隔熱。

為抵抗極地的晝夜的黑暗，船上還裝有風車，用以發(fā)電點亮電弧燈。甲板下是一個舒適的大廳，用龍頭做裝飾。還有一個圖書館，南森特意挑選出600卷書陳列于此。為了安撫大家長期漂泊的寂寞，船上甚至還備有管風琴這樣的樂器。

南森認為探險的目的地總在前面，探險隊要一直向前，因此把這艘船命名為“弗拉姆號”（“前進”之意）。1892年10月26日下水時前往觀禮的人成千上萬，人們都把發(fā)現(xiàn)北極的希望寄托在它的身上。“弗拉姆號”被稱為全世界第一艘極地探險船。南極探險的第一艘船“發(fā)現(xiàn)號”則是在1901年建造的。

選擇合適的探險成員是南森的重點工作，這些成員應該是高級的海員和科學家，當時報名者有上百人，最后確定了13人，主要都是強壯和勇敢的海員。因為當時社會對于探險的偏見，以及對于危險的恐懼，南森沒有能夠招募到理想的科學家。南森征求專家們的意見，制定出詳盡的探險計劃。包括在西伯利亞的一些海島上設立應急的食物供應站，在一個集合點準備好34頭拉雪橇的狗，以備不測。9個月后，極地探險準備活動才完全就緒，因為這是一個萬人矚目的大事情，準備工作越充分越好。