熱水瓶能夠保溫，是由熱水瓶膽的構造特徵所決定的。原來，熱水瓶膽由兩層薄的玻璃外殼組成，兩層外殼之間抽去空氣，並在瓶膽一側鍍上一層薄薄的銀。熱水瓶膽有乙個比它「身體」部分細得多的瓶口，瓶口上可以塞上軟木塞。
正是這樣的構造使熱水瓶成了「心腸熱，外表冷」的保溫瓶。
當熱水瓶中灌入開水以後，熱水瓶的結構使水的熱量不能以通常方式進行傳遞：一是熱的對流被切斷。瓶內被加熱的空氣會尋找所有可能的「出口」往外跑，而外面的冷空氣也會無孔不入地鑽進熱水瓶裡去。
但是，由於瓶頸較細，又被軟木塞緊緊地塞住，因此熱對流的唯一通道被切斷。二是熱傳導被阻塞。雖然與金屬物品相比，空氣的導熱性能比較差，但瓶膽中的熱量仍然會通過玻璃外殼傳遞到瓶外的空氣中去。
但是，由於瓶膽有兩層玻璃外殼，中間又抽成真空，因此熱傳導的媒介物——空氣變得非常稀薄，熱傳導的通道也被阻斷。三是熱輻射被杜絕。冬天，在太陽光下，我們會感到比較暖和，這正是太陽光的熱輻射造成的。
由於熱水瓶膽鍍上了一層薄薄的銀，因此熱量的輻射受到了銀層的反射而被擋在瓶膽內部，這就使得熱輻射的途徑也被杜絕了。
理想的情況是，瓶膽把傳熱的三種方式都阻斷以後，熱水瓶中的熱水可以永久地不會冷卻下來。但是，實際上熱水瓶的隔熱效果並不那麼完善，因此熱水瓶的保溫總有乙個時間的限度，超過這個時間限度，熱水瓶就不再保溫。