为了有效减少热量交换，维持槽内温度的稳定，低温恒温槽在设计上采用了多层真空绝热材料，这一设计堪称是保持温度恒定的关键防线。多层真空绝热材料的工作原理基于真空的低导热性以及多层材料的隔热特性。首先，真空环境的热导率较低，气体分子在真空中的密度较小，几乎不存在热传导和热对流现象，这就大大减少了热量通过气体介质传递的可能性。其次，多层材料的叠加进一步增强了隔热效果，每一层材料都能够阻挡一部分热量的传递，通过层层阻挡，使得外界热量难以进入槽内，槽内的低温也不易散失到外界环境中。
常见的多层真空绝热材料通常由高性能的隔热材料和真空层组成。隔热材料一般选用具有较低导热系数的材料，如玻璃纤维、陶瓷纤维、聚氨酯泡沫等，这些材料内部具有大量微小的孔隙结构，能够有效阻止热量的传导。在实际应用中，这些隔热材料会被制成多层结构，中间夹以真空层，形成一个高效的隔热屏障。例如，在一些超低温恒温槽中，会采用多层真空绝热技术，将玻璃纤维或陶瓷纤维制成的隔热毡层层包裹在槽体周围，中间抽成高真空状态，这种设计能够将热量传递系数降低到较低水平，使槽内温度在长时间内保持稳定，即使在外界环境温度发生较大变化的情况下，也能有效减少对槽内温度的影响，确保了低温恒温槽能够为实验和生产提供稳定可靠的低温环境。
此外，在低温恒温槽的结构设计上，也会充分考虑绝热性能。例如，槽体的密封性能会得到严格保障，采用优质的密封材料和密封工艺，确保真空层的完整性，防止空气进入破坏真空绝热效果。同时，槽体的连接处、管道接口等部位也会进行特殊的绝热处理，采用绝热性能良好的密封垫、保温套等，减少热量通过这些部位的泄漏，进一步提高了整个低温恒温槽的绝热性能，为实现高精度的温度控制提供了坚实的保障。