Bình chân không bằng thép không gỉ chủ yếu đạt được khả năng giữ nhiệt thông qua cấu trúc-thép không gỉ hai vách kết hợp với công nghệ chân không. Cơ chế đằng sau điều này có thể được giải thích theo ba cách cụ thể:
1. Lớp chân không ngăn chặn sự dẫn nhiệt và đối lưu; Cấu trúc cốt lõi của bình giữ nhiệt là lớp chân không nằm giữa bình bên trong và bình bên ngoài. Khi bình bên trong chứa nước nóng, nhiệt được truyền chủ yếu qua ba cơ chế: dẫn nhiệt (truyền trực tiếp qua chất rắn hoặc chất lỏng), đối lưu nhiệt (truyền nhiệt do chuyển động của chất lỏng) và bức xạ nhiệt (truyền dưới dạng sóng điện từ). Vì lớp chân không hầu như không chứa các phân tử không khí nên sự dẫn nhiệt và đối lưu bị ức chế đáng kể. Ví dụ, độ dẫn nhiệt của không khí ở nhiệt độ phòng là xấp xỉ 0,026 W/(m·K), trong khi độ dẫn nhiệt của chân không gần bằng không; vì nhiệt không thể truyền qua sự va chạm của các phân tử không khí nên sự mất nhiệt từ bình bên trong ra bình bên ngoài sẽ giảm đi.
2. Lớp phủ giống gương-để phản xạ bức xạ nhiệt: Thành trong của bình thường được phủ một lớp hoàn thiện giống gương-(chẳng hạn như bạc, nhôm hoặc các hợp chất đặc biệt). Bức xạ nhiệt truyền đi dưới dạng sóng điện từ và những vật liệu giống gương này-có độ phản xạ cao đối với bức xạ nhiệt, bao gồm cả sóng hồng ngoại. Khi nước nóng bên trong bình mất năng lượng do bức xạ nhiệt, lớp phủ hoạt động giống như một tấm gương, phản chiếu phần lớn bức xạ trở lại bình. Điều này tạo ra một "rào cản phản xạ nhiệt" giúp giảm thiểu sự thất thoát nhiệt hơn nữa. Nguyên lý này tương tự như nguyên lý của các ống thu trong máy nước nóng năng lượng mặt trời, nơi một lớp phản chiếu được sử dụng để nâng cao hiệu suất nhiệt.
3. Cấu trúc hai lớp-giảm thiểu nhiễu từ nhiệt độ bên ngoài. Vỏ ngoài được làm bằng thép không gỉ, vật liệu có độ dẫn nhiệt tương đối thấp (khoảng 15 W/(m·K)); hơn nữa, thiết kế hai lớp-làm tăng diện tích tiếp xúc giữa lớp vỏ bên ngoài và môi trường bên ngoài, từ đó phân tán nhiệt lượng bị mất qua lớp vỏ theo thời gian. Ngoài ra, sự kết hợp giữa lớp chân không và lớp vỏ bên ngoài tạo ra một-hàng rào cách nhiệt kép; ngay cả trong môi trường có nhiệt độ-thấp (chẳng hạn như mùa đông), nhiệt trước tiên phải đi qua lớp chân không trước khi tiêu tan từ từ qua lớp vỏ bên ngoài, kéo dài đáng kể thời gian giữ nhiệt.
