Hay dos tipos principales de multímetro: analógico y digital. Cada uno está diseñado para medir los mismos valores eléctricos básicos, pero difieren en su método de medición y visualización. Los analógicos se desarrollaron primero y se basan en un puntero en movimiento sobre una escala graduada para indicar las lecturas. Los medidores digitales suelen utilizar una pantalla de cristal líquido (LCD) o diodos emisores de luz (LED) para mostrar las lecturas numéricamente. Los multímetros se utilizan ampliamente y las implementaciones dentro de cada tipo de dispositivo pueden variar considerablemente de acuerdo con las medidas específicas que se realizarán, la precisión requerida y el entorno de trabajo.
Los multímetros analógicos se construyen alrededor de un amperímetro, un dispositivo que se utiliza para medir la corriente eléctrica en amperios, la unidad básica de medida eléctrica. La corriente de un circuito que se mide pasa a través de una bobina de metal en presencia de un campo magnético. Unido a la bobina hay un puntero cuyo ángulo de rotación es proporcional a la fuerza de la corriente. Los valores medidos se indican cuando el puntero pasa sobre un rango de escalas graduadas en la cara del medidor. Estos dispositivos son electromecánicos y convierten energía eléctrica en mecánica.
Los multímetros digitales utilizan circuitos digitales, que miden la corriente como incrementos discretos en lugar de como un rango continuo de valores. Dado que los circuitos digitales están hechos de componentes analógicos, las señales continuas deben convertirse en forma digital. En los medidores digitales, esto se logra convirtiendo la señal de entrada en voltaje y fortaleciendo la señal para su procesamiento posterior. Aunque es inherentemente más preciso que los medidores analógicos, el factor de tiempo involucrado en el procesamiento de la señal a menudo hace que los dispositivos digitales no sean adecuados para medir valores que están en constante cambio.
Cada tipo de multímetro mide típicamente corriente, voltaje y resistencia. El tipo digital a menudo proporciona capacidades adicionales como medir la capacitancia, una medida de la carga y el potencial almacenados y la prueba de diodos. Dado que producen datos digitales, pueden interactuar directamente con una computadora o sus datos pueden transferirse posteriormente para su almacenamiento y análisis posterior.
Tanto los multímetros analógicos como los digitales están diseñados para medir corriente continua (CC) únicamente y deben modificarse para medir corriente alterna (CA). Normalmente, esto requiere incorporar un circuito rectificador, que convierte CA en CC, y promediar mediciones periódicas de la corriente. El promedio se utiliza para calcular la raíz cuadrada media (RMS) que se informa como el valor AC. Un subtipo digital, llamado multímetros de valor eficaz verdadero, utiliza un cálculo más preciso derivado del calor disipado por la corriente contra una carga resistiva constante.