考古學家在古羅馬龐貝城廢墟中，曾經發現了壹個雙層容器。這個容器可能就是保溫瓶的前身，不過世界上第壹只真正的保溫瓶其實叫“杜瓦瓶”。
1643年，意大利人托創造出汞氣壓表後提出了有名的真空理論，這個理論對保溫瓶的出現具有重大意義。但在以後的兩個半世紀裏，卻沒有發明出真正的保溫瓶。
1879年，德國物理學家杜瓦因為了儲存實驗室的液化氣體，聽從了霍裏德教授的建議，用兩層中間為真空的薄玻璃制成容器，1881年他撰寫了論文《瓦因霍裏德瓶》。
1890年，英國化學家盾姆斯·久阿爾改進了瓦因霍裏德瓶，在瓶壁上鍍上壹層銀，這樣可降低熱輻射，減緩熱量通過玻璃的散失，於是久阿爾瓶誕生了。
而我們現代的保溫瓶的發明者叫詹姆士·杜瓦爵士，他是英國的壹名科學家，主要是研究極低溫度的液體。在1892年，杜瓦被邀請到英國科學研究所將“液化氣”的課程。為了使教學更好的進行，在去之前他讓壹個叫柏格的玻璃匠給他制作了壹個雙層玻璃容器，並用水銀塗滿兩層膽壁，使熱量的傳遞大大減少。然後他又抽掉了兩層之間的空氣，於是真空瓶出現了，這只真空瓶是世界上最早的保溫瓶，此保溫瓶被稱為“杜瓦瓶”。如今在英國倫敦研究所內，還保存著早期的杜瓦真空品。杜瓦當時並未重視真空瓶的發明，而是對抽出空氣的理論非常重視，為這壹理論申請了專利。1902年，德國人柏格看到了保溫瓶的廣大的潛在市場，於是開始推銷保溫瓶。兩年後，並以自己的名義爭取到了保溫瓶的專利。他發現玻璃瓶膽很容易碎裂，就用鎳制造外殼，來保護瓶膽。起初，保溫瓶主要應用於實驗室、醫院和探險隊，後來逐漸走進日常生活。
1904年，柏林吹制玻璃器皿的工人布爾蓋經過研究，給久阿爾瓶添加了護熱套，這樣在市面上就有了能儲存熱咖啡或紅茶的容器，從此各式各樣的保溫瓶就陸續問世了。人們發現保溫瓶塞的保暖效果是瓶子中最差的部分，後來人們就用膨脹橡膠、塑料塞取代了軟木塞，增強了保溫效果。