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電圧基準とは、負荷、電源電圧の変動、温度変化、時間の経過に関わらず、理想的には一定の電圧を生成する電子機器です。電圧基準は、電源、アナログ-デジタル変換器、デジタル-アナログ変換器、その他の計測・制御システムで使用されます。電圧基準の性能は大きく異なります。コンピュータ電源用のレギュレータは、公称値の数パーセント以内の精度しか維持できない場合もありますが、実験室用電圧標準器は、百万分率（ppm）単位の精度と安定性を備えています。
初期の電圧基準器または標準器は、クラークセルやウェストンセルなどの湿式化学セルであり、これらは現在でも一部の実験室や校正用途で使用されている。
計測学で使用される実験室グレードのツェナーダイオード二次固体電圧標準は、年間約1ppmのドリフトで構築できます。[ 1 ]
現在、「従来型」ボルトの値は、ジョセフソン効果を利用して10億分の1以下の精度で電圧を得る超伝導集積回路によって維持されており、これがジョセフソン電圧標準である。ブライアン・デイビッド・ジョセフソンは1962年に「超伝導トンネル効果における新たな可能性」と題する論文を発表し、1973年にノーベル物理学賞を受賞した。
かつては、水銀電池は特に写真用露出計などの携帯機器において、便利な電圧基準として広く用いられていました。水銀電池は、その耐用期間を通じて非常に安定した放電電圧を示しました。
半導体ダイオードは、電流と電圧の特性が指数関数的に変化し、いわゆる「ニー電圧」と呼ばれる電圧値を持つことがあります。この電圧値は、不正確な電圧基準として用いられることもあります。データシートには、特定のオン電流における順方向電圧降下が記載されている場合があります。この電圧値は、ゲルマニウム ダイオードでは約0.3V 、シリコンダイオードでは約0.6V ～0.7V 、可視光発光ダイオードでは1.6V （赤）～4V （紫）です。これらのデバイスは温度依存性が強いため、温度測定やアナログ回路のバイアス補正に利用できる場合があります。
ツェナーダイオードは、多くの電子機器で有用な、適度な安定性と精度を持つ基準電圧を供給するためにもよく使用されます。アバランシェダイオードは、電流範囲にわたって同様の安定した電圧を示します。このタイプのダイオードの中で最も安定性の高いものは、ツェナーダイオードを順方向ダイオードと直列に接続して温度補償することで作られます。このようなダイオードは、例えば 7.5mAで6.2Vの電圧降下を持つ1N821シリーズのように、2端子デバイスとして製造されます が、集積回路に組み込まれることもあります。
集積回路で最も一般的に使用される電圧基準回路は、バンドギャップ電圧基準です。バンドギャップベースの基準（一般的に単に「バンドギャップ」と呼ばれます）は、アナログ回路を使用して、異なる電流密度でバイアスされた 2 つのバイポーラ接合間の電圧差の整数倍をダイオードの両端に発生する電圧に加えます。ダイオード電圧は負の温度係数（つまり、温度の上昇とともに減少する）を持ち、接合電圧差は正の温度係数を持ちます。これらの係数が相殺されるように必要な比率で加えると、結果として得られる定数値は、半導体のバンドギャップ電圧に等しい電圧になります。シリコンの場合、これは約 1.25 Vです。埋め込みツェナー基準はさらに低いノイズレベルを提供できますが、多くのバッテリー駆動デバイスでは利用できない高い動作電圧が必要です。
ガスが充填された真空管やネオンランプも、主に真空管式機器において電圧基準として使用されてきました。これは、ガス放電を維持するために必要な電圧が比較的一定であるためです。例えば、人気の高いRCA 991 [ 2 ]「電圧レギュレータ管」はNE-16ネオンランプで、87ボルトで点灯し 、放電経路全体で48～67ボルトを維持します。