Die Spannungsmessung erfolgt in vielen Anwendungen unter Verwendung eines Voltmeters, das ein tragbares Gerät ist, das das Potenzial oder die Spannungsdifferenz zwischen den positiven und negativen Anschlüssen misst, die mit Stellen in einem leitenden Stromkreis in Kontakt gebracht werden. Da Spannung als diese Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem leitenden Stromkreis definiert ist, gibt es viele Stromkreise, die auch eine eingebaute Spannungsmesskapazität haben. Spannung ist definiert als die elektrische Differenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis, der einen Strom von einem Ampere und die Arbeitsenergie von einem Watt führt, und ist ein wesentliches Merkmal jedes elektrischen Geräts.
Wenn bei einer Spannungsmessung ein positiver Wert angezeigt wird, bedeutet dies, dass das Spannungsmessgerät die wahre Natur des Stromflusses innerhalb des Stromkreises anzeigt, von der positiven Leitung durch die Spannungsmesseinrichtung zur negativen Leitung und zurück in den Kreislauf. Wenn das Voltmeter einen negativen Wert anzeigt, bedeutet dies, dass die Plus- und Minusleitungen vertauscht sind und der Strom tatsächlich in umgekehrter Richtung fließt. Unabhängig davon, wie die Leitungen eines Voltmeters an Punkten in einem Stromkreis platziert werden, ist die Spannungsmessung nur ein Indikator für eine Potenzialdifferenz an zwei Punkten in einem Stromkreis und genau genommen eine variable Messung und keine Messung des tatsächlichen Stromflusses.
In einem Stromkreis fließt Strom von positivem zu negativem Potential. Voltmeter zeigen dies als positiven Wert auf den Anzeigen an. Es ist auch richtig, dass der tatsächliche physikalische Elektronenfluss in Schaltungen in die entgegengesetzte Richtung von negativ nach positiv verläuft, als ausgleichender Effekt des Stromflusses. Spannungsmessung wird oft mit Stromfluss verwechselt, aber der Stromfluss wird tatsächlich in Ampere gemessen, während Spannung als Momentaufnahme einer Differenz des elektrischen Potenzials an zwei Punkten in einem Stromkreis betrachtet werden kann.
Da ein Spannungsmessgerät funktioniert, leitet es auch einen Teil des Stroms in einem Stromkreis beim Messen durch das Gerät um. Dies ändert die tatsächliche Spannung des Stromkreises, während das Voltmeter angeschlossen ist. Die meisten Voltmeter sind jedoch so gebaut, dass sie bei solchen Messungen einen sehr geringen Einfluss auf die Schaltungsleistung haben.
Andere Arten von externen und eingebauten Schaltungsgeräten, die Spannung messen, umfassen das Oszilloskop und Analog-Digital-Wandler-Karten (A/D) in Computern. Einige Geräte messen auch mehr als nur die Spannung, wie die kombinierte Spannungs-Strom-Messung oder den Widerstand eines Stromkreises, und diese Einheiten werden als Multimeter bezeichnet. Viele moderne Versionen von Spannungsmessgeräten sind digital und liefern einen diskreten Auslesewert und werden im Fall von Multimetern allgemein als Digitalmultimeter (DMMs) bezeichnet.
Frühe Voltmeter basierten auf dem analogen Prinzip einer kontinuierlichen Messung eines Spannungswerts und hatten ein graduiertes Messgerät mit einer Nadel, die bei Spannungsänderung nach oben und unten schwankte. In dieser Hinsicht ähneln sie in gewisser Weise der Anzeige eines Oszilloskops, das eine grafische Darstellung der kontinuierlichen Spannungsmessung über einen festgelegten Zeitraum liefert. Computer verwenden A/D-Wandler, um die Spannung zu messen und die Messung in ein binäres Signal umzuwandeln, das der Computer versteht. Diese Geräte nehmen auch die wahre Eingangsspannung in Form eines analogen Signals und wandeln sie in einen digitalen Wert um, den die Software auf dem Computer analysieren kann.