Sebagian besar perangkat pengukuran saat ini dibangun di sekitar voltmeter digital, dengan kuantitas fisik yang akan diukur dikonversi menjadi tegangan menggunakan sensor yang sesuai.

Ini adalah kasus multimeter digital yang, selain menawarkan fungsi voltmeter, memiliki setidaknya satu konverter tegangan saat ini untuk mengoperasikannya dalam ameter dan generator arus konstan untuk beroperasi di ohmmeter.

Mereka menghilang, meskipun masih digunakan sebagai indikator cepat dari urutan besarnya atau variasi tegangan yang diukur. Mereka biasanya terdiri dari milimeter dalam seri dengan resistensi tinggi. Namun, resistensi ini, dari urutan beberapa kΩ, jauh lebih rendah daripada ketahanan internal voltmeter digital, biasanya sama dengan 10 MΩ.

Untuk alasan ini, voltmeter analog memperkenalkan gangguan yang lebih besar di sirkuit di mana mereka diperkenalkan daripada voltmeter digital.
Untuk membatasi gangguan ini, kami pergi sejauh untuk menggunakan galvanometer dengan sensitivitas 15 mikro-amp untuk skala penuh pada pengontrol universal kelas atas (kombinasi voltmeter-micro-ammeter-ohmmeter-capacimeter). (Métrix MX 205 A misalnya)

Voltmeter magnetoelektrik terdiri dari galvanometer, sehingga magnetoelectric milli-ammeter yang sangat sensitif, dalam seri dengan ketahanan tambahan bernilai tinggi (dari beberapa kΩ hingga beberapa ratus kΩ).
Voltmeter dengan beberapa pengukur pengukuran dilakukan dengan mengubah nilai resistensi tambahan. Untuk pengukuran AC, jembatan rectifier dioda diselingi tetapi metode ini hanya memungkinkan untuk mengukur tegangan sinusoidal. Namun, mereka memiliki sejumlah keuntungan : mereka tidak memerlukan baterai untuk bekerja.

Selain itu, dengan harga yang sama, bandwidth mereka jauh lebih luas, sehingga memungkinkan pengukuran AC pada beberapa ratus kilohertz di mana model digital standar terbatas pada beberapa ratus hertz.
Untuk alasan inilah mereka masih banyak digunakan dalam pengujian pada peralatan elektronik yang beroperasi pada frekuensi tinggi (HI-FI)

Voltmeter ferroelektrik terdiri dari ferroelektrik mili-ammeter dalam seri dengan ketahanan tambahan bernilai tinggi (dari beberapa ratus Ω hingga beberapa ratus kΩ). Seperti yang dilakukan ammeter dengan tipe yang sama untuk arus, mereka memungkinkan untuk mengukur nilai efektif tegangan dari bentuk apa pun (tetapi frekuensi rendah < 1 kHz).

Mereka biasanya terdiri dari konverter analog-ke-digital ganda, sistem pemrosesan dan sistem tampilan.

Ini hanya dapat digunakan untuk pengukuran tegangan sinusoidal di domain frekuensi jaringan distribusi listrik. Tegangan yang akan diukur diluruskan oleh jembatan dioda dan kemudian diperlakukan sebagai tegangan DC. Voltmeter kemudian menampilkan nilai yang sama dengan 1,11 kali nilai rata-rata tegangan yang diperbaiki. Jika tegangan beresorium, hasil yang ditampilkan adalah nilai efektif dari tegangan; jika tidak, itu tidak masuk akal.

Sebagian besar perangkat di pasar melakukan pengukuran ini dalam tiga tahap :

1 - Tegangan dik kuadrat oleh pengganda analog presisi.
2 - Perangkat melakukan konversi analog-ke-digital dari rata-rata kuadrat tegangan
3 - Akar kuadrat dari nilai ini kemudian dilakukan secara numerik.

Karena pengganda analog presisi adalah komponen yang mahal, voltmeter ini tiga hingga empat kali lebih mahal daripada yang sebelumnya. Digitalisasi perhitungan yang hampir total mengurangi biaya sekaligus meningkatkan akurasi.

Metode pengukuran lain juga digunakan, misalnya :

- Konversi analog-digital dari tegangan yang akan diukur, kemudian pemrosesan sepenuhnya digital dari perhitungan "akar kuadrat dari rata-rata persegi".
- Penyamaan efek termal yang dihasilkan oleh tegangan variabel dan yang dihasilkan oleh tegangan dc yang kemudian diukur.

Ada dua jenis voltmeter "benar efektif" :

- TRMS (dari Inggris True Root Mean Square berarti "akar kuadrat rata-rata sejati") - Ini mengukur nilai efektif sejati dari tegangan variabel.
- RMS (dari Inggris Root Mean Square berarti "akar kuadrat rata-rata") - Nilai RMS diperoleh melalui penyaringan yang menghilangkan komponen dc (nilai rata-rata) tegangan, dan memungkinkan untuk mendapatkan nilai efektif riak tegangan.

Voltmeter digital pertama dirancang dan dibangun oleh Andy Kay pada tahun 1953.
Pengukuran dengan voltmeter dilakukan dengan menghubungkannya secara paralel dengan bagian sirkuit yang ingin kita ketahui potensi perbedaannya.
Dengan demikian secara teori, sehingga kehadiran perangkat tidak mengubah distribusi potensi dan arus dalam sirkuit, tidak ada arus yang harus beredar di sensornya. Ini menyiratkan bahwa ketahanan internal sensor tersebut tidak terbatas, atau setidaknya adalah yang terbesar dibandingkan dengan ketahanan sirkuit yang akan diukur.