Вольтметр вимірює власне силу струму, яка проходить через його опір, тож його можна охарактеризувати як амперметр із великим опором. Вольтметр підключається паралельно до ділянки кола, на якій потрібно виміряти напругу. Великий опір вольтметра забезпечує те, що прилад лише в незначній мірі впливає на проходження струму через коло.
Розширення діапазону вимірювання вольтметра здійснюють за допомогою послідовного вмикання до нього додаткових резисторів або, при вимірюванні напруги змінного струму, за допомогою вимірювального трансформатора змінної напруги.