保溫瓶的構造並不複雜。中間為雙層玻璃瓶膽，兩層之間抽成真空狀態，並鍍銀或鋁，真空狀態可以避免熱對流，玻璃本身是熱的不良導體，鍍銀的玻璃則可以將容器內部向外輻射的熱能反射回去。反過來，如果瓶內儲存冷液體，這種瓶又可以防止外面的熱能輻射到瓶內。
保溫瓶的瓶塞，通常以軟木或塑料製成，這兩種材料也都不易導熱。保溫瓶外殼有竹編、塑料、鐵皮、鋁、不鏽鋼等材料製成，保溫瓶的瓶口有一橡膠墊圈，瓶底有一碗形橡膠墊座，這些都是為了固定玻璃膽用，以防與外殼碰撞。
保溫瓶的保溫、保冷功能最差的地方是瓶頸周圍，熱量多在該處藉助傳導方式流通。因此，製造時總是儘可能縮短瓶頸，容量愈大而瓶口越小的保溫瓶，保溫效果愈好，正常情況下，12小時之內可使瓶內的冷飲保持在4。C左右。開水在60。C左右。
保溫瓶與人們的工作、生活關係密切。實驗室裡用它貯存化學藥品，野餐、足球賽時人們用它貯存食物和飲料。近年來保溫瓶的出水口又添許多新花樣，製出了壓力保溫瓶，接觸式保溫瓶等。但保溫原理不變。