Il cuore di un thermos è un paio di bottiglie, l'una dentro l'altra, sigillate insieme per creare un vuoto tra i due strati. Questo flacone di solito è fatto di vetro, ma può anche essere di metallo o di plastica. Uno strato esterno aiuta a proteggere e isolare la fiaschetta interna.
Un pallone vuoto mantiene un vuoto tra i suoi due strati per ridurre al minimo il trasferimento di calore. Lo spazio tra i due strati impedisce al calore di viaggiare per conduzione, e la mancanza di aria impedisce alle correnti di convezione di formarsi per trasportare via il calore. Le radiazioni sono ancora possibili tra gli strati, quindi i produttori generalmente ricoprono i lati interni della beuta con un materiale riflettente per minimizzare questo trasferimento.
Il vetro viene solitamente scelto come materiale per il pallone da vuoto grazie alle sue proprietà isolanti e alla facilità con cui un recipiente di vetro può essere completamente sigillato. I flaconi di vetro sono vulnerabili alla rottura, tuttavia, e un piccolo graffio o un truciolo nella superficie interna può portare a cedimenti strutturali. Per questo motivo, molti thermos utilizzano alluminio o un altro metallo come materiale da costruzione principale.
Se sigillato correttamente, un thermos può mantenere il suo contenuto caldo per circa 4-6 ore o conservare il contenuto fresco per 12 o 24 ore. L'apertura della muffola consente un certo trasferimento di calore, tuttavia, quindi la temperatura verrà mantenuta in modo più efficiente se la nave viene tenuta chiusa.
