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冷、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。

保温瓶的瓶塞，通常以软木或塑料制成，这两种材料也都不易导热。保温瓶外壳有竹编、塑料、铁皮、铝、不锈钢等材料制成，保温瓶的瓶口有一橡胶垫圈，瓶底有一碗形橡胶垫座，这些都是为了固定玻璃胆用，以防与外壳碰撞。

保温瓶的保温、保冷功能最差的地方是瓶颈周围，热量多在该处借助传导方式流通。因此，制造时总是尽可能缩短瓶颈，容量愈大而瓶口越小的保温瓶，保温效果愈好，正常情况下，12小时之内可使瓶内的冷饮保持在4°C左右。开水在60°C左右。