Este método, también conocido como método de la pinza de voltaje fué desarrollado en 1940 por Kenneth Cole. Este dispositivo se denomina así porque controla el potencial de la membrana (es decir el voltaje) en cualquier nivel que el experimentador desee. El potencial de la membrana, Vm se mide con un microelectrodo colocado en el interior de la célula (electrodo de registro) y se compara electrónicamente con el voltaje que se quiere mantener gracias a un amplicador y con comando de voltaje

A continuación, el circuito de control pasa una corriente retrógrada a la célula a través de otro electrodo intracelular. Si el Vm es diferente del potencial comando, el amplificador de pinzamiento envía una corriente al axón a través del segundo electrodo.

Este circuito de retroalimentación mantiene el potencial de membrana al nivel deseado aún cuando se generen cambios en la permeabilidad. Además, el dispositivo permite medir la corriente necesaria para mantener la célula a un potencial dado. Con esta técnica se puede observar como influye el potencial de membrana en el flujo de corrientes iónicas a través de la membrana.

En la actualidad el método de control de voltaje se sigue utilizando para estudiar las corrientes iónicas en las neuronas y en otras células. En este caso, la técnica se denomina "Patch Clamp" (control en parche) y se ha sofisticado de tal manera que permite medir las corrientes iónicas a través de un único canal iónico