C'est avant tout un sac spécial composé de trois couches de matières ayant chacune un rôle. En partant de l'intérieur, la première couche doit être adaptée au contact du contenu. Elle est souvent en feuille d'aluminium pour maintenir la température intérieure constante. Le PET ou Polyéthylène téréphtalate aluminisé, le PEVA ou Polyéthylène vinyle acétate, ou encore le Polyuréthane thermoplastique ou TPU sont autant de matières qui présentent d'excellente isolation thermique.
La seconde couche du sac glacière a pour fonction d'empêcher les échanges de températures extérieure et intérieure. Elle est légère et constituée de mousse isolante comme le PU (mousse de polyuréthane), l'EPP (Mousse de polypropylène expansé) ou l'EPE (Mousse de polyéthylène expansé). Enfin, la troisième couche est choisie pour garantir la protection et la durabilité. Elle est aussi conçue pour assurer un aspect esthétique. Avec une telle conception, le sac glacière est donc utilisé pour conserver les aliments au frais, jusqu'à un certain temps. Parfois, il répond aux besoins du transport des médicaments ou du matériel pharmaceutique comme les vaccins, les plaquettes de sang ou encore les insulines.