Máy làm ấm tay hoạt động bằng cách tạo ra một phản ứng hóa học tỏa nhiệt tạo ra nhiệt khi các chất bên trong phản ứng với không khí hoặc với nhau. Thông thường nhất, máy làm ấm tay sử dụng túi chứa mạt sắt mịn bị oxy hóa khi có không khí , nước và muối, tạo ra nhiệt trong quá trình này.
Máy làm ấm tay bằng oxit sắt rẻ và dễ sản xuất, nhưng chúng chỉ hoạt động một lần. Một khi ấm tay tiếp xúc với oxy, phản ứng oxy hóa sẽ bắt đầu và không thể dừng lại. Phản ứng tiếp tục cho đến khi tất cả sắt đã phản ứng hết, lúc này nhiệt lượng sẽ giảm xuống. Tùy thuộc vào lượng sắt có trong máy làm ấm tay, quá trình này có thể mất vài giờ để hoàn thành.
Máy làm ấm tay có thể tái sử dụng dựa trên sự kết tinh của dung dịch siêu bão hòa để tạo ra nhiệt. Những chiếc ấm này thường chứa dung dịch natri axetat cùng với một dải kim loại. Khi uốn cong bộ ấm hơn, dải uốn cong và tạo ra các điểm tạo mầm cho các tinh thể hình thành. Dung dịch siêu bão hòa kết tinh, tạo ra nhiệt trong quá trình này. Những chiếc máy làm ấm này thường chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn trước khi phản ứng ngừng hoạt động, nhưng chúng có thể được sạc lại bằng cách đun sôi ấm hơn bằng tay và làm tan chảy các tinh thể trở lại thành dung dịch.
Một dạng ấm tay nguy hiểm hơn bao gồm một thiết bị đốt than hoặc chất lỏng nhẹ hơn bên trong một viên kim loại kèm theo. Những điều này phổ biến vào đầu thế kỷ 20 và có thể trở nên nóng nguy hiểm nếu không được quản lý cẩn thận.
