Диференціал призначений для передавання, зміни та розподілу крутного моменту між двома споживачами та забезпечення, за потреби, їх обертання з різними кутовими швидкостями.

Диференціал є одним з основних конструктивних елементів трансмісії. Розташування диференціала в трансмісії автомобіля:

• у задньому автомобілі для приводу провідних коліс — у картері заднього моста;
• у передньоприводному автомобілі для приводу провідних коліс — у коробці передач;
• у повноприводному автомобілі для приводу провідних коліс — у картері переднього та заднього мостів;
• у повноприводному автомобілі для приводу провідних мостів — у роздавальної коробки.

Диференціали, використовувані для приводу провідних коліс, називаються міжколісними. Міжосьовий диференціал встановлюється між провідними мостами повноприводного автомобіля.

Конструктивно диференціал побудований на основі планетарного редуктора. Залежно від типу зубчастих передач, використовуваних у редукторі, розрізняють такі різновиди диференціалів: конічний, циліндричний і черв'ячний.

Конічний диференціал застосовується переважно як міжколісний диференціал. Циліндричний диференціал встановлюється частіше між осями повноприводних автомобілів. Черв'ячний диференціал, через свою універсальність, може встановлюватися як між колесами, так і між осями.

Пристрій диференціала розглянутий на прикладі найпоширенішого конічного диференціалу. Складники диференціалу є характерними й для інших різновидів диференціалів. Конічний диференціал являє собою планетарний редуктор і містить напівосьові шестерні із сателітами, поміщені в корпус.

Корпус (інша назва — чашка диференціала) сприймає крутний момент від головної передачі і передає його через сателіти на напівосієві шестерні. На корпусі жорстко закріплена відома шестерня головної передачі. Усередині корпусу встановлені осі, на яких обертаються сателіти.

Сателіти, що відіграють роль планетарної шестерні, забезпечують з'єднання корпусу та напівосьових шестерень. Залежно від величини крутного моменту, що передається, у конструкції диференціала використовується два або чотири сателіти. У легкових автомобілях застосовується, зазвичай, два сателіти.

Напівсові шестерні (сонячні шестерні) передають крутний момент на провідні колеса через пів години, з якими мають шліцьове з'єднання. Права та ліва напівосьові шестерні можуть мати рівну або різну кількість зубців. Шестерні з рівною кількістю зубців утворюють симетричний диференціал, тоді як нерівною кількістю зубців характерна для несиметричного диференціала.

Симетричний диференціал розподіляє крутний момент за осями в рівних співвідношеннях, незалежно від величини кутових швидкостей провідних коліс. Завдяки цим властивостям симетричний диференціал використовується як міжколісний диференціал.

Несиметричний диференціал ділить крутний момент у певному співвідношенні, тому встановлюється між провідними осями автомобіля.

У роботі симетричного міжколісного диференціала можна виділити три характерні режими:

1. прямолінійний рух;
2. рух у повороті;
3. рух по слизькій дорозі.

Під час прямолінійного руху колеса зустрічають рівний опір дороги. Крутний момент від головної передачі передається на корпус диференціала, разом із яким переміщаються сателіти. Сателіти, уникаючи напівосьові шестерні, передають крутний момент на провідні колеса в рівному співвідношенні. Оскільки сателіти на осях не обертаються, напівосьові шестерні рухаються з рівною кутовою швидкістю. Водночас частота обертання кожної з шестерень дорівнює частоті обертання ведомої шестерні головної передачі.

Під час руху в повороті внутрішнє провідне колесо (розташоване ближче до центру повороту) зустрічає більший опір, ніж зовнішнє колесо. Внутрішня напівосьова шестерня сповільнюється і змушує сателіти обертатися навколо своєї осі, які так само збільшують частоту обертання зовнішньої напівосьової шестерні. Рух провідних коліс із різними кутовими швидкостями дає змогу проходити поворот без проникнення. Водночас, у сумі частоти обертання внутрішньої й зовнішньої напівосьових шестерень завжди дорівнює подвоєній частоті обертання ведому шестерні головної передачі. Крутний момент, незалежно від різних кутових швидкостей, розподіляється на провідні колеса в рівному співвідношенні.

Під час руху слизькою дорогою одне з коліс зустрічає більший опір, тоді як інше прослизає — буксує. Диференціал, через свою конструкцію, змушує обертатися буксувальне колесо зі швидкістю, що збільшується. Інше колесо водночас зупиняється. Сила тяги на буксувальному колесі, через низьку силу зчеплення мала, тому й крутний момент на цьому колесі теж малий. А оскільки диференціал у нас симетричний, то на іншому колесі крутний момент теж буде невеликим. Тупікова ситуація — автомобіль не може зрушитися з місця.

Для продовження руху необхідно збільшити крутний момент на вільному колесі. Це відбувається за допомогою блокування диференціала.