Принцип действия электростатических измерительных механизмов основан на взаимодействии электрически заряженных пластин.

Между неподвижными пластинами (1) может перемещаться подвижная пластина (2), крепленная на оси (3). При подключении к прибору напряжения подвижная и неподвижная пластины получают противоположные заряды и между пластинами, возникает электрическое поле. В результате подвижная   втягивается в зазор между неподвижными пластинами, создавая вращающий момент, под действием которого перемещается укрепленная на оси указательная стрелка.

Противодействующий момент создается пружиной (4). Для увеличения чувствительности увеличивают количество подвижных и неподвижных пластин. Успокоители в электростатических приборах применяются магнитоиндукционные или воздушные. Если подвижная и не подвижная пластина получили заряды q1 и q2, то сила, действующая между пластинами пропорциональна этим зарядам

Показания электростатических вольтметров не зависят от внешних магнитных полей, частоты, формы кривой, и почти не зависят от температуры.

Достоинством является большое входное сопротивление, которое на постоянном токе бесконечно велико, а на переменном определяется входной емкостью, не превышающей обычно 10 пФ, и частотой измеряемого напряжения. Приборы практически не потребляют активной мощности.

Основными недостатками электростатических вольтметров является низкая чувствительность и неравномерность шкалы, которая сжата вначале.