Das Differentialgetriebe ist nach seiner Eigenschaft benannt, Drehzahldifferenzen auszugleichen. Es ist Teil des Antriebsstranges (Hauptbaugruppen) und dient der Leistungsübertragung.

Das Differentialgetriebe ist ein Verteil(er)getriebe mit der speziellen Eigenschaft, das eingehende Antriebsmoment in variablem Anteil auf zwei ausgehende Wellen verteilen zu können. In Fahrzeugen ist dies bei Kurvenfahrten unabdingbar, da die Räder auf der Kurvenaussenseite zwar schneller drehen als auf der Kurveninnenseite, jedoch bei gleicher Antriebskraft.
Ist diese Eigenschaft blockierbar, so liegt ein Sperrdifferential vor, englisch limited slip differential.

Die konstruktiv einfachste Lösung basiert auf dem Kegelradgetriebe. Dieses wird ergänzt durch den »Differentialkorb«. In diesem sind vier Kegelräder über Kreuz mit je 90° Achsenwinkel angeordnet. Bei Geradeausfahrt wirken dort keine Kräfte, bei Kurvenfahrten wird die unterschiedliche Drehzahl ausgeglichen, indem die beiden Ausgleichsräder die beiden Achswellenräder antreiben.

Eine Differentialsperre sperrt die Funktion des Drehzahlausgleichs mechanisch als Klauenkupplung, die manuell betätigt (pneumatisch, hydraulisch, elektrisch) wird. Dabei verzahnen sich Achswelle und Ausgleichsgehäuse. Materialschonendes Einlegen erfordert den Stillstand des Fahrzeugs.
Selbstsperrdifferenziale simulieren eine Sperre, indem über eine Lamellenkupplung das Drehmoment so verteilt wird, dass das Rad mit der geringeren Drehzahl ein höheres Drehmoment erhält; eine hundertprozentige Sperrwirkung ist so nicht möglich. Die mit Tellerfedern arbeitende Mechanik ist nicht elektronisch regelbar.
Ein automatisches Sperrdifferential, kurz: ASD, steuert den Anpressdruck der Lamellenkupplung über den Öldruck; das dazu nötige Magnetventil kann elektronisch geregelt werden und ist daher mit anderen Assistenzsystemen kompatibel.

Differentialgetriebe sitzen als Teil des Antriebsstranges immer in den Achsen, beim Allradantrieb als Mittendifferential zwischen den Achsen. Konstruktiv können sie mit dem Untersetzungsgetriebe in einem Gehäuse verbaut sein.

Verschleiß unterliegen naturgemäß .
Funktionserhaltende Wartung beschränkt sich auf das Nachfüllen und den.
Ein Test erfolgt indem

auch: Ausgleichsgetriebe, umgangssprachlich verkürzt: Differential