数字毫伏表的工作原理涉及多个关键组件的协同作用。首先，它由一个输入保护电路构成，其主要职责是确保电路中的场效应管免受过载影响，确保电路的稳定运行。
接着，是前置放大器和衰减放大器，它们共同作用，衰减控制器可以根据需要调节信号的增益，使得仪器在不同量程下都能保持高精度的测量性能。
整流器是电路中的重要环节，它将放大后的交流信号转换为直流，这样可以直接驱动表头显示，提供直观的读数。
此外，数字毫伏表还具备监视输出功能，这个功能不仅用于检测仪器自身的性能是否符合出厂标准，同时也能作为独立的放大器，提供额外的信号处理能力。
随着技术的发展，现代数字毫伏表的设计更加精巧。它们普遍采用专用集成电路和模块，这不仅使得体积和重量大幅度减小，提升了便携性，而且提高了测量精度和可靠性。更重要的是，这些先进的电路设计使得数字毫伏表能够轻松集成到其他电参数测量系统中，实现多参数的便捷测量。
数字毫伏表，常用的单通道晶体管毫伏表，具有测量交流电压、电平测试、监视输出等三大功能。交流测量范围是100nV～300V、5Hz～2MHz，共分1、3、10、30、100、300mV，1、3、10、30、100、300V共12档；电平dB刻度范围是-60～+50dB。