Differentialförstärkaren har två ingångar och en eller två utgångar och förstärker potentialskillnaden mellan de två ingångarna men inte en eventuell gemensam potential. Detta medför att förstärkaren kan urskilja och förstärka en liten potentialskillnad mellan två ledningar (den differentiella signalen) trots att båda ledningarna utsätts för kraftiga störningar.