Η αρχή σχεδιασμού μιας φιάλης θερμός είναι η χρήση ενός στρώματος κενού για τη μείωση της μεταφοράς θερμότητας, επιτυγχάνοντας έτσι ένα αποτέλεσμα διατήρησης της θερμότητας.
Η μεταφορά θερμότητας γίνεται κυρίως με τρεις τρόπους: αγωγιμότητα, συναγωγή και ακτινοβολία.
Η στρώση γυαλιού-σφραγισμένο με διπλό-κενό αέρος εξαλείφει το μέσο για αγωγιμότητα. Επειδή δεν υπάρχει ύλη στο κενό, η θερμότητα δεν μπορεί να μεταφερθεί μέσω της αγωγιμότητας.
Ομοίως, το στρώμα κενού αποτρέπει επίσης τη μεταφορά, καθώς δεν υπάρχει ροή αέρα που να λειτουργεί ως μέσο μεταφοράς.
Επιπλέον, το στρώμα κενού μειώνει τη διαδρομή για την ακτινοβολία θερμότητας. Αν και το κενό δεν μπορεί να αποτρέψει πλήρως την ακτινοβολία, μειώνει αποτελεσματικά την πιθανότητα μεταφοράς θερμότητας με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
