Els matrassos de buit d'acer inoxidable aconsegueixen principalment la retenció de la calor mitjançant una estructura d'acer inoxidable de doble-paret combinada amb la tecnologia del buit. El mecanisme darrere d'això es pot explicar de tres maneres concretes:
1. La capa de buit bloqueja la conducció i la convecció de calor; l'estructura central d'un matràs tèrmic és la capa de buit situada entre els recipients interior i exterior. Quan el recipient interior conté aigua calenta, la calor es transfereix principalment a través de tres mecanismes: conducció de calor (transferència directa a través de sòlids o líquids), convecció de calor (transferència de calor impulsada pel moviment del fluid) i radiació de calor (transferència en forma d'ones electromagnètiques). Com que la capa de buit pràcticament no conté molècules d'aire, la conducció de calor i la convecció s'inhibeixen dràsticament. Per exemple, la conductivitat tèrmica de l'aire a temperatura ambient és d'aproximadament 0,026 W/(m·K), mentre que la del buit és propera a zero; com que la calor no es pot transmetre a través de la col·lisió de molècules d'aire, es redueix la pèrdua de calor del recipient interior al recipient exterior.
2. Recobriment de mirall-per reflectir la radiació tèrmica: la paret interior del vaixell normalment està recoberta d'un acabat semblant a mirall- (com ara plata, alumini o compostos especials). La radiació tèrmica viatja en forma d'ones electromagnètiques, i aquests materials-com els miralls tenen una alta reflectivitat per a la radiació tèrmica, incloses les ones infrarojes. Quan l'aigua calenta dins del recipient perd energia a través de la radiació tèrmica, el recobriment actua com un mirall, reflectint la major part de la radiació cap al recipient. Això crea una "barrera de reflexió tèrmica" que minimitza encara més la pèrdua de calor. Aquest principi és similar al dels tubs col·lectors dels escalfadors d'aigua solars, on s'utilitza una capa reflectant per millorar l'eficiència tèrmica.
3. L'estructura de doble-capa minimitza la interferència de les temperatures externes. La carcassa exterior està feta d'acer inoxidable, un material amb una conductivitat tèrmica relativament baixa (uns 15 W/(m·K)); a més, el disseny de doble-capa augmenta l'àrea de contacte entre la carcassa exterior i l'entorn extern, dispersant així la calor perduda a través de la carcassa amb el pas del temps. A més, la combinació de la capa de buit i la carcassa exterior crea una barrera d'aïllament dual-; fins i tot en entorns de baixa-temperatura (com ara l'hivern), la calor ha de passar primer a través de la capa de buit abans de dissipar-se lentament per la carcassa exterior, allargant significativament la durada de la retenció de calor.
