保溫杯結構相對複雜，與無蓋的敞口杯相比，它更易成為人們嘴邊的健康隱患，但衛生問題卻常常被人們忽視。
中國健康教育中心教授沈雁英表示，保溫杯不及時清洗或使用不當，會導致大量細菌藏匿其中。細心的人會發現，保溫杯存在更多衛生死角，比如內膽、瓶蓋縫隙等。正常清洗時，手很難接觸到這些地方。她說，保溫杯內溫度適宜、環境濕潤，易滋生各種細菌。而且口腔本身就是「有菌」環境，喝水、蓋上瓶蓋…每天反復多次會讓附著在杯口的細菌越來越多地積累在瓶蓋縫隙內，極易隨水入口。
小孩們比較愛用的按壓式保溫杯隱患可能更大。由於其瓶蓋上有一個類似於「閥門」的按鈕，所以每次倒水前，都需用手按下按鈕，若手不幹淨，細菌就有可能沾染在按鈕上，讓風險加倍。另外，不少人都有隨身攜帶保溫杯的習慣，杯身與各種物品接觸頻繁，表層衛生一樣令人堪憂。
臺灣林口長庚紀念醫院臨床毒物科教授林中英曾做過一個測試，結果發現，保溫杯內壁、杯口及杯蓋中存在數不清的細菌和微生物，是飲水的一大健康問題，值得引起重視。
除了衛生容易被忽視外，很多人使用保溫杯還存在一些錯誤，比如，有些人喜歡用來泡茶、有些人習慣用來裝牛奶或飲料。沈雁英說，泡茶又不注重清洗會讓杯內產生異味和茶垢；牛奶、豆漿等高蛋白質飲料在保溫狀況下易變質，還會黏附在內壁，讓清洗變得困難；碳酸飲料、果汁等含酸性物質，長期會溶出內壁的鎳鉻金屬等。
正確使用保溫杯，注意以下幾點：
第一，每天徹底清洗一次。這是防止產生異味和污漬的根本方法，清洗時千萬不能只是簡單用水沖一下，杯面、內膽、瓶蓋都要照顧到。
第二，先洗內膽再洗瓶蓋。一般來說，正確步驟是：瓶內放少量食鹽，加溫水晃勻，浸泡5 - 10 分鐘；取下杯蓋，在牙刷上擠點牙膏，輕輕刷洗瓶蓋縫隙；杯子內外整體用清水沖洗一遍；洗完不要馬上蓋蓋子，應徹底晾乾再蓋，以免不銹鋼保溫杯發臭。第三，別泡茶或裝飲料。保溫杯最好單純用來喝水，忌泡茶，裝飲料、乳製品或中藥等。
