Einen Widerstand im Mikroohm-Bereich mit zwei Leitungen zu messen, ist aussichtslos: der Widerstand der Leitungen und ihrer Kontakte — in derselben Größenordnung oder größer — addiert sich zum Messwert und verdirbt ihn. Die Vierleitermessung, auch Kelvin-Methode, trennt die beiden Aufgaben: zwei Leitungen speisen den Strom ein, zwei weitere, unabhängige, messen den Spannungsabfall unmittelbar am Objekt.
Sie funktioniert, weil das Voltmeter eine sehr hohe Impedanz hat und durch seine Leitungen praktisch kein Strom fließt, sodass deren Widerstand keinen Abfall erzeugt und nicht ins Ergebnis eingeht. Gemessen wird die Spannung, die tatsächlich zwischen den Punkten anliegt, an denen die Spannungsklemmen aufliegen.
Sie ist bei jeder Messung kleiner Widerstände zwingend: Schalterkontakte, Schienenverbindungen, Transformatorwicklungen, Shunts und Batterieverbinder. In der Praxis kommt es auf die Reihenfolge der Klemmen an — die Spannungsklemmen stets innerhalb der Stromklemmen — und bei induktiven Lasten muss sich der Strom erst einschwingen.