55℃杯的原理是在杯壁夹层中填充了一些容易发生相变且相变温度在55度左右的材料，该材料随着温度的变化可实现可逆的固液转换。通过相变过程吸收热水的热量使其降温；而倒入冷水后再次发生相变过程释放热量从而加热冷水。
具体来说，在没有倒入热水前，相变材料处于初始状态（你可以把它想象为成冰块），倒入热水后，相变材料吸收热量转化为相变状态（想象成冰吸热后化成水），由于相变温度大约55度，并且相变时温度不变，所以很快水温与相变材料温度就达到平衡。同样的，若相变材料处于相变状态，倒入冷水的后，相变放热变回初始状态，同时释放的热量将水加热。
