As partes principais de uma garrafa térmica são a rolha, uma parede interna, uma parede externa e uma base para manter as paredes no lugar. A garrafa térmica foi patenteada pela primeira vez em 1907.
Em termos simples, uma garrafa térmica interrompe a condução de calor, seja para dentro ou para fora. O vácuo criado pelas paredes internas e externas é o mecanismo principal. Se uma bebida fria for colocada em uma garrafa térmica, o vácuo impede que a parede externa transfira calor para a parede interna e aqueça o líquido frio. Por outro lado, mas usando o mesmo método, o vácuo impede que o calor de uma bebida quente em uma garrafa térmica seja transferido para fora do recipiente.