عملکرد اصلی یک بطری خلاء به طراحی ساختاری، انتخاب مواد و ترکیب چندین فناوری کلیدی، عمدتاً از جمله سیستم آب بندی، فناوری عایق خلاء، فرآیند پوشش، تقویت ساختاری و تکامل مواد وابسته است.
سیستم آب بندی: سیستم آب بندی مستقیماً قابلیت ضد نشت-و ایمنی بهداشتی را تعیین می کند. هسته آن در مواد آب بندی، طراحی ساختاری دقیق و بهینه سازی سناریو نهفته است. قطعات کلیدی مهر و موم باید از موادی مانند سیلیکون استفاده کنند که استانداردهای تماس با مواد غذایی را داشته باشد، دارای مقاومت عالی در دمای بالا و پایین باشد تا از عدم تغییر شکل، پیری یا انتشار بو در هنگام پر شدن با آب داغ یا استفاده طولانی مدت اطمینان حاصل شود. رزوه‌ها یا ساختار مناسب درب و دهانه باید دقیقاً محاسبه و ماشین‌کاری شوند تا از تناسب محکم اطمینان حاصل شود و فشار قفل یکنواختی برای چسبندگی کامل مواد آب‌بندی فراهم شود. برای سناریوهای دینامیکی مانند استفاده در ورزش و وسیله نقلیه، چفت‌های اضافی، طرح‌های آب‌بندی یک-دکمه{7}}یا دریچه‌های اگزوز اغلب برای ایجاد حفاظت مضاعف و تعادل فشار هوای داخلی و خارجی استفاده می‌شوند و تجربه باز شدن را بهبود می‌بخشند.
فناوری عایق خلاء: عایق خلاء اصل اساسی حفظ حرارت است. با حذف هوا از بین ساختار دو لایه-برای تشکیل یک لایه خلاء، رسانش گرما و همرفت می‌تواند تا حد زیادی مسدود شود و در نتیجه حفظ گرما و سرما در درازمدت حاصل شود. این فناوری که توسط سر جیمز دوار در سال 1892 اختراع شد، نمونه اولیه فلاسک خلاء مدرن بود.
فرآیند پوشش: برای بهبود بیشتر بازده عایق، یک فیلم نقره یا آلومینیوم اغلب بر روی دیوار داخلی ساختار دو جداره-پوشش داده می‌شود. این پوشش گرمای تابش شده از داخل ظرف پشتی را منعکس می کند و به طور موثری از دست دادن گرما ناشی از تشعشعات حرارتی را کاهش می دهد. برعکس، هنگام نگهداری مایعات سرد، از ورود تابش گرمای خارجی به داخل فلاسک نیز جلوگیری می کند.
تقویت سازه: برای بهبود عملی و دوام، ساختار فلاسک های خلاء در طول تاریخ دستخوش بهبودهای تقویتی متعددی شده است. روش های متداول تقویت شامل افزودن یک پوسته خارجی فلزی به فلاسک و نصب یک پایه لاستیکی محافظ است.
تکامل مواد: مواد آستر داخلی فلاسک های خلاء تکامل قابل توجهی داشته است. اولین فلاسک های Dewar از آستر شیشه ای استفاده می کردند. در سال 1913، ویلیام استنلی فلاسک دو جداره عایق از جنس استنلس استیل را اختراع کرد که مقاومت آن در برابر ضربه را به میزان قابل توجهی بهبود بخشید. در سال 1978، فلاسک‌های عایق‌شده با خلاء دو جداره‌ای دو جداره-فولاد ضد زنگ تجاری عرضه شدند که دوام فولاد ضد زنگ را با فناوری عایق-خلاء بالا ترکیب کردند و به جریان اصلی مدرن تبدیل شدند.
