De binnentank bestaat uit twee glazen flessen binnen en buiten. De twee zijn verbonden aan de mond van de fles en de opening tussen de twee flessen wordt vacuüm gezogen om de warmte-convectie te verzwakken. Het oppervlak van de glazen fles is bedekt met een heldere zilveren film om de infrarode warmtestraling te reflecteren. Wanneer de temperatuur in de fles hoog is, wordt de warmte-energie van de inhoud niet naar buiten uitgestraald; wanneer de fles koud is, wordt de warmte buiten de fles niet in de fles uitgestraald. De thermoskan regelt effectief de drie warmteoverdrachtspaden van geleiding, warmte-convectie en straling.
Het zwakke punt van de thermos-isolatie is de mond van de fles. Er is warmtegeleiding bij de verbinding tussen de binnen- en buitenkant van de fles en de mond van de fles blokkeert meestal het warmteverlies door een kurk of een plastic plug. Daarom, hoe groter de capaciteit van de thermosfles en hoe kleiner de flesmond, hoe hoger de hittebehoudprestatie. Het langdurige onderhoud van het vacuüm van de wand van de flessenwand is uiterst belangrijk. Als de tussenlaag geleidelijk de afgedichte zuigstaart opblaast of beschadigt, waardoor de vacuümstatus van de tussenlaag wordt vernietigd, verliest de isolatiefles de isolatieprestaties.
Naast het glasmateriaal is de thermosfles gemaakt van roestvrij staal of niet-giftig en geurloos plastic. De metalen fles is sterk en duurzaam, en wordt niet gemakkelijk beschadigd, maar de thermische geleidbaarheid is veel groter dan die van het glas. De uit één laag bestaande of dubbelwandige houder van kunststof is gevuld met schuimisolatie, die licht en handig is en niet gemakkelijk te breken is, maar de warmtebehoudprestaties zijn slechter dan die van de vacuümfles.
