南桠河三级水电站位于大渡河支流南桠河上，属径流式引水电站，坝址以上控制流域面积862km，水库总库容7万m。工程等别为3等，主要建筑物按3级建筑物设计，洪水标准按50年一遇设计，500年一遇校核，相应设计洪水位1364.50m，校核洪水位1366.90。水库正常蓄水位1369.50m，死水位1363.50m。电站总装机容量120MW（3×40MW），设计多年平均发电量6.5亿KW·h。

电站由首部枢纽、引水系统和发电厂房组成。首部枢纽建筑物包括拦河闸坝、高低明渠进水口和引水渠、沉沙池等主要建筑物。拦河闸坝轴线长162.89m，最大闸高21.0m，闸底宽25.0m，顶宽17.0m，闸顶高程1370.0m，闸坝从右岸至左岸分别为：高渠进水口，低渠进水口，1#小冲沙闸，2#小冲沙闸，溢流坝闸，3#大冲沙闸，4#大冲沙闸，左岸混凝土挡水坝段。右岸为高低引水渠进水闸；紧接进水闸设2 个2.5×4.0m 孔口的小冲沙闸，以保证进水口“门前清”；小冲沙闸以左布置一孔溢流坝与二孔大冲沙闸，溢流坝闸过水净宽6.0m，堰顶高程1363.50m，保证在洪水期上游漂浮物随时下泄；大冲沙闸孔口宽6.0m、高11.0m，作为水库汛期溯源冲沙与渲泄洪水用。左岸为混凝土挡水坝段，为使坝肩接到较好的基岩上，坝轴线在坝Ⅱ点向上游偏折56 度。闸坝轴线总长162.89m，闸坝顶高程为1370.00m。低进水闸底板高层1359.00m，后接低渠道及沉沙池。沉沙池净宽26.0m，总长179.9m，其中正身段长103.0m。设有三道横向排沙廊道。高渠道位于低渠道及沉沙池右侧的靠山部位。利用开挖后靠山坡的空间，在低渠道内挡墙基础上以封闭框架形成高渠道。高进水闸底板高程1365.00m。

工程于1971年9月开工，1982年12月首次蓄水，1983年第一台投入运行，1984年底竣工。