De aller fleste nåværende måleenheter er bygget rundt et digitalt voltmeter, med den fysiske mengden som skal måles omdannes til spenning ved hjelp av en egnet sensor.

Dette er tilfellet med det digitale multimeteret som i tillegg til å tilby voltmeterfunksjonen har minst en spenningsstrømomformer for å betjene den som et ammeter og en konstant strømgenerator for å fungere som et ohmmeter.

De er truet, men brukes fortsatt som raske indikatorer på størrelsesorden eller variasjon av den målte spenningen. De består vanligvis av en millimeter i serie med høy motstand. Imidlertid er denne motstanden, i rekkefølgen på noen få kΩ, betydelig lavere enn den interne motstanden til digitale voltmeter, vanligvis lik 10 MΩ.

Av denne grunn introduserer analoge voltmeter en større forstyrrelse i kretsene de introduseres i enn digitale voltmeter.
For å begrense denne forstyrrelsen gikk vi så langt som å bruke galvanisometere med en følsomhet på 15 mikroforsterkere for full skala på avanserte universelle kontrollere (voltmeter-mikro-ammeter-ohmmeter-capacimeter kombinasjon). (Metrix MX 205 A for eksempel)

Et magnetoelektrisk voltmeter består av et galvanisometer, derfor et svært følsomt magnetoelektrisk millimetermeter, i serie med en ekstra motstand av høy verdi (fra noen få kΩ til noen få hundre kΩ).
Et voltmeter med flere målemålere er laget ved å endre verdien av tilleggsmotstanden. For VEKSELSTRØMSMÅLINGER er en diodelikeretterbro ispedd, men denne metoden kan bare måle sinusformede spenninger. Imidlertid har de en rekke fordeler : de krever ikke et batteri for å fungere.

I tillegg, til samme pris, er båndbredden deres mye bredere, slik at AC-målinger over flere hundre kilohertz der en standard digital modell er begrenset til noen hundre hertz.
Det er av denne grunn at de fortsatt er mye brukt i testing på elektronisk utstyr som opererer ved høye frekvenser (HI-FI)

Et ferroelektrisk voltmeter består av et ferroelektrisk millimeter ammeter i serie med en ekstra motstand av høy verdi (fra noen få hundre Ω til noen hundre kΩ). Som ammetre av samme type gjør for strømmer, gjør de det mulig å måle den effektive verdien av spenninger av hvilken som helst form (men av lav frekvens) < 1 kHz).

De består vanligvis av en analog-til-digital-omformer med dobbel rampe, et prosesseringssystem og et skjermsystem.

Den kan bare brukes til måling av sinusformede spenninger i frekvensområdet for elektriske distribusjonsnettverk. Spenningen som skal måles rettes av en diodebro og behandles deretter som en LIKE-spenning. Voltmeteret viser deretter en verdi som er lik 1,11 ganger gjennomsnittsverdien av den utbedrede spenningen. Hvis spenningen er sinusformet, er resultatet som vises den effektive verdien av spenningen; Hvis det ikke er det, gir det ingen mening.

De fleste enheter på markedet utfører denne målingen i tre trinn :

1 - Spenningen heves kvadrert med en presisjonsanalog multiplikator.
2 - Enheten utfører den analog-til-digitale konverteringen av gjennomsnittet av kvadratet av spenningen
3 - Kvadratroten av denne verdien utføres deretter numerisk.

Siden presisjonsanalogmultiplikatoren er en dyr komponent, er disse voltmeterne tre til fire ganger dyrere enn de forrige. Nesten total digitalisering av beregningen reduserer kostnadene samtidig som nøyaktigheten forbedres.

Andre målemetoder brukes også, for eksempel :

- Analog-til-digital konvertering av spenningen som skal måles, deretter heldigital behandling av beregningen av "kvadratroten av den gjennomsnittlige firkanten".
- Utjevning av den termiske effekten som genereres av variabel spenning og som genereres av en LIKEspenning som deretter måles.

Det finnes to typer voltmeter "ekte effektiv" :

- TRMS (fra engelsk True Root Mean Square som betyr "ekte kvadratrotgjennomsnitt") - Den måler den sanne effektive verdien av en variabel spenning.
- RMS (fra engelsk Root Mean Square betydningen "kvadratrotgjennomsnitt") - Verdien RMS oppnås ved filtrering som eliminerer dc-komponenten (gjennomsnittsverdien) av spenningen, og gjør det mulig å oppnå den effektive verdien av spennings krusningen.

Det første digitale voltmeteret ble designet og bygget av Andy Kay i 1953.
Målingen med et voltmeter utføres ved å koble den parallelt med den delen av kretsen hvis potensielle forskjell er ønsket.
Således i teorien, slik at tilstedeværelsen av enheten ikke endrer fordelingen av potensialer og strømmer i kretsen, bør ingen strøm strømme i sensoren. Dette innebærer at den interne motstanden til den nevnte sensoren er uendelig, eller i det minste er så stor som mulig sammenlignet med motstanden til kretsen som skal måles.