電壓互感器的作用是把高電壓按比例關係變換成１００Ｖ或更低等級的標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置取用。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應原理工作的設備，但它的電磁結構關係與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次迴路是高阻抗迴路二次電流的大小由迴路的阻抗決定。當二次負載阻抗減小時，二次電流增大，使得一次電流自動增大一個分量來滿足一、二次側之間的電磁平衡關係。可以說，電壓互感器是一個被限定結構和使用形式的特殊變壓器。
電磁感應式電壓互感器
其工作原理與變壓器相同，基本結構也是鐵心和原、副繞組。特點是容量很小且比較恆定，正常運行時接近於空載狀態。電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發生短路，電流將急劇增長而燒燬線圈。爲此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時，副邊出現對地高電位而造成人身和設備事故。測量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結構，其原邊電壓爲被測電壓，可以單相使用，也可以用兩臺接成V-V形作三相使用。實驗室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應測量不同電壓的需要。供保護接地用電壓互感器還帶有一個第三線圈，稱三線圈電壓互感器。三相的第三線圈接成開口三角形，開口三角形的兩引出端與接地保護繼電器的電壓線圈聯接。正常運行時，電力系統的三相電壓對稱，第三線圈上的三相感應電動勢之和爲零。一旦發生單相接地時，中性點出現位移，開口三角的端子間就會出現零序電壓使繼電器動作，從而對電力系統起保護作用。線圈出現零序電壓則相應的鐵心中就會出現零序磁通。爲此，這種三相電壓互感器採用旁軛式鐵心或採用三臺單相電壓互感器。對於這種互感器，第三線圈的準確度要求不高，但要求有一定的過勵磁特性。