现代的保温瓶是英国物理学家
詹姆斯·杜瓦爵士于1892年发明的。当时他正在进行一项使气体液化的研究工作，气体要在低温下液化，首先需设计出一种能使气体与外界温度隔绝的容器，于是他请
玻璃技师伯格为他吹制了一个双层
玻璃容器，两层内壁涂上水银，然后抽掉两层之间的空气，形成真空。这种真空瓶又叫 “杜瓶”，可使盛在里面的液体不论泠、热温度都保持一定时间内不变。 由于在家庭中保温瓶主要用于热水保温，故又称
热水瓶。保温瓶的构造并不复杂。中间为双层玻璃瓶胆，两层之间抽成真空状态，并镀银或铝，真空状态可以避免热对流，玻璃本身是热的不良导体，镀银的玻璃则可以将容器内部向外辐射的热能反射回去。反过来，如果瓶内储存冷液体，这种瓶又可以防止外面的热能辐射到瓶内。
真空瓶的内容物与空气可以完全隔绝，避免产品因接触空气而氧化变质、滋生细菌，并以它的高科技概念提升产品档。市场上通行的真空瓶是由一个圆柱体成椭圆体容器加一个安置底部的活塞组成。它的设计原理是用弹簧的收缩力，且不让空气进入瓶中，造成真空状态，而利用大气压力来推动瓶底的活塞前进。 但是由于弹簧力及大气压力不能给予足够力量，因此活塞不能与瓶壁贴合太紧，否则活塞将因阻力过大而无法上升前进；反之，若要让活塞易前进又容易出现漏料情况，因此真空瓶对生产厂家专业性的要求非常高。