万用表的基本原理：利用一只灵敏的磁电式直流电流表做表头。当微小电流通过表头，有电流指示。表头不能通过大电流，须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，测出电路中的电流、电压和电阻。数字万用表的测量过程由转换电路将被测量转换成直流电压信号，再由模、数转换器将电压模拟量转换成数字量，通过电子计数器计数，把测量结果用数字直接显示在显示屏上。
万用表测量电压、电流和电阻功能是通过转换电路部分实现的，电流、电阻的测量基于电压的测量，数字万用表是在数字直流电压表的基础上扩展而成的。数字直流电压表A、D转换器将随时间连续变化的模拟电压量变换成数字量，由电子计数器对数字量进行计数得到测量结果，再由译码显示电路将测量结果显示出来。逻辑控制电路控制电路的协调工作，在时钟的作用下按顺序完成整个测量过程。