O voltímetro é um instrumento que mede tensão elétrica ao determinar o fluxo de corrente através de uma resistência conhecida. Ele utiliza o princípio do galvanômetro de D’Arsonval, cujo movimento da agulha é provocado por uma corrente elétrica proporcional à tensão medida. Para adaptar um galvanômetro como voltímetro, uma resistência é adicionada em série com sua bobina, limitando a corrente de acordo com a faixa de voltagem desejada.
Diferentes intervalos de medição são alcançados pela seleção de resistores com valores apropriados, os quais podem ser instalados internamente no caso de tensões baixas ou externamente em tensões mais altas, onde são conhecidos como multiplicadores. Os resistores utilizados geralmente têm baixo coeficiente térmico para garantir precisão, sendo feitos de materiais como fio resistivo enrolado.
Um voltímetro opera essencialmente como um medidor de corrente projetado para indicar tensão. Isso permite monitorar variações em sistemas elétricos com alta precisão, desde que corretamente ajustado para a faixa de trabalho pretendida.