Les thermos sont conçus pour empêcher le transfert de chaleur entre le liquide placé à l'intérieur et l'environnement. L'intérieur et l'extérieur des flacons sont souvent argentés pour empêcher le transfert de chaleur par rayonnement. L'intérieur du ballon est également constitué d'un isolant thermique pour empêcher la conduction thermique.
Une bouteille thermos empêche le transfert de chaleur par conduction et convection en utilisant un vide partiel entre deux récipients placés l'un dans l'autre. Ce vide partiel empêche le transfert d'énergie cinétique thermique entre les molécules à l'intérieur du flacon et celles à l'extérieur, ce qui le rend approprié pour maintenir les boissons réfrigérées au froid et les boissons chaudes au chaud. Le flacon intérieur est souvent fabriqué à partir de verre borosilicaté de faible conductivité thermique pour aider davantage à empêcher la conduction. Les flacons peuvent également comporter un revêtement argenté qui empêche le transfert de chaleur par rayonnement infrarouge.
La fiole à vide originale a été inventée par Sir James Dewar en 1892. La fiole Dewar était similaire à la conception moderne, composée de deux fioles placées l'une dans l'autre, avec un contact uniquement au niveau du col. La conception originale de Dewar a été conçue pour maintenir les échantillons de palladium à une température constante afin de faciliter les mesures calorimétriques. En 1904, le design de Dewar a été commercialisé par des souffleurs de verre allemands, qui ont rebaptisé le flacon Thermos.
