این آب‌انبار در ضلع جنوب محور تاریخی چهاردرخت و درون بافت تاریخی بیرجند قرار دارد و مانند دیگر آب‌انبارهای موجود در منطقه دارای فضای ورودی، پلکان، پاشیر و منبع ذخیره آب است. فضای ورودی آب‌انبار به صورت ساده و در عین حال دارای طاقی با قوس جناغی است. بعد از فضای ورودی پلکانهای آب‌انبار واقع شده که در طرفین ابتدای ورودی آن دو سکو تعبیه شده است. پوشش سقف در فضای داخلی به صورت طاق‌آهنگ احداث شده و این پوشش تا انتهای پاشیر نیز به یک فرم ادامه می‌یابد. قسمت پاشیر که آخرین بخش معماری فضای داخلی آب‌انبار محسوب می‌گردد به شیوه ضربی پوشش یافته است. منبع ذخیره آب این آب‌انبار نیز با تبعیت از فرم نمونه‌های مشابه دیگر بنا شده است. آب انبار محسن‌زاده با مصالحی چون آجر، گچ، آهک و ساروج احداث شده است.
