Dubbelwandige structuur: Een thermosfles, ook wel thermosfles genoemd, bestaat uit twee lagen glas of roestvrij staal met daartussen een kleine opening. Hierdoor ontstaat een dubbelwandige structuur.

Luchtevacuatie: Tijdens het productieproces wordt de lucht uit de opening tussen de twee wanden verwijderd. Dit gebeurt door de kolf te verwarmen en vervolgens te laten afkoelen, waardoor een vacuüm ontstaat. De resterende lucht wordt vervolgens met een vacuümpomp weggepompt.

Vacuümisolatie: Het vacuüm dat tussen de twee wanden ontstaat, werkt als een uitstekende isolator. Omdat er geen luchtmoleculen zijn die warmte overbrengen via geleiding of convectie, wordt de warmteoverdracht aanzienlijk verminderd. Hierdoor kan de thermosfles de inhoud gedurende langere tijd warm of koud houden.

Zilveren coating: Om de isolatie verder te verbeteren, zijn het binnenoppervlak van de buitenmuur en het buitenoppervlak van de binnenmuur vaak bedekt met een reflecterend materiaal, meestal zilver. Deze coating helpt de warmteoverdracht door straling te verminderen.

Door de vacuümisolatie te combineren met de zilvercoating minimaliseren thermosflessen op effectieve wijze de warmteoverdracht, waardoor ze de temperatuur van de inhoud enkele uren kunnen behouden.