보온병과 보온도시락의 원리는 동일합니다. 열에너지가 전달되는 전도, 대류, 복사를 차단해서 열에너지가 손실되는 것을 막아주는 원리입니다. 물은 열에너지를 보관하는 능력이 뛰어난데 보온병에는 물이 들어있고, 밥에도 수분이 들어 있지만 양이 상대적으로 적기 때문에 보온효과가 보온병에 비해서 낮다고 느끼는 것입니다. 또한 보온 도시락은 구조상 뚜껑의 면적이 넓기 때문에 보온병보다 보온효과가 낮아질 수 있다고 생각됩니다.
보온병 속에 있는 열에너지를 바깥으로 나가지 못하게 하는 것이 기본 원리입니다. 전도와 대류로 나가는 열에너지를 줄이기 위해서 그림처럼 진공을 만듭니다. 예전에는 유리로 만들어 쉽게 깨어졌지만 요즘은 스테인리스로 진공을 유지합니다. 내부에는 도금해서 보온 보냉력을 높혔다는 보온병 광고를 자주 볼 수 있습니다.