Το διαφορικό γρανάζι είναι μια μηχανική συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή και τη μεταφορά ροπής με διάφορους τρόπους. Συνήθως, θα χρησιμοποιηθεί ένα διαφορικό για τη διανομή της ροπής από έναν μόνο άξονα σε δύο ή περισσότερους άξονες. Μερικές φορές, μπορεί να συμβεί το αντίθετο, όπου η ροπή δύο ή περισσότερων αξόνων μεταφέρεται μόνο σε έναν άξονα. Ενώ ένα διαφορικό γρανάζι μπορεί να πάρει πολλές μορφές, βρίσκεται πιο συχνά στα αυτοκίνητα. Σε αυτήν την εφαρμογή, η ροπή ενός μόνο άξονα κατανέμεται σε δύο διαφορετικούς άξονες, καθένας από τους οποίους περιστρέφει έναν κινητήριο τροχό.
Ενώ τα διαφορικά γρανάζια μπορούν να βρεθούν σε πολλούς διαφορετικούς μηχανισμούς και μηχανές, το σύγχρονο αυτοκίνητο τείνει να τα αξιοποιεί στο έπακρο. Όταν ένα αυτοκίνητο κάνει μια στροφή, οι τροχοί και στις δύο πλευρές του αυτοκινήτου θα πρέπει να στρίβουν με διαφορετικές ταχύτητες. Οι τροχοί που βρίσκονται πιο κοντά στην κατεύθυνση της στροφής πρέπει να περιστρέφονται πιο αργά από αυτούς που κοιτούν μακριά από τη στροφή. Για να το κάνει αυτό ένα αυτοκίνητο, κάθε πίσω τροχός χρειάζεται τον δικό του ξεχωριστό κινητήριο άξονα, ωστόσο η ροπή πρέπει να κατανέμεται ομοιόμορφα.
Ένα διαφορικό γρανάζι το επιτυγχάνει αυτό κατανέμοντας ομοιόμορφα τη ροπή σε κάθε τροχό με ξεχωριστό άξονα. Αυτό γίνεται μέσω μιας ειδικής διάταξης γραναζιών που βρίσκεται στο σημείο όπου ο άξονας μετάδοσης κίνησης από τον κινητήρα συναντά τους δύο κινητήριους άξονες. Ο κινητήρας στο εσωτερικό του αυτοκινήτου δημιουργεί ροπή, η οποία στη συνέχεια αυξάνεται μέσω του κιβωτίου ταχυτήτων. Από το κιβώτιο ταχυτήτων, ένας μονός κινητήριος άξονας περιστρέφει το κιβώτιο ταχυτήτων διαφορικού.
Τα διαφορικά κιβώτια ταχυτήτων μπορούν να βρεθούν σε μια ποικιλία διατάξεων, ωστόσο η ίδια η διάταξη είναι σχετικά καθολική μεταξύ των κατασκευαστών αυτοκινήτων. Ένα σπειροειδές κωνικό γρανάζι στο άκρο του άξονα μετάδοσης κίνησης περιστρέφει ένα μεγαλύτερο γρανάζι στεφάνης. Το γρανάζι του τροχού κορώνας είναι σχετικά μεγάλο σε διάμετρο και έχει μια μεγάλη τρύπα στη μέση του. Ενώ τα δόντια στα περισσότερα γρανάζια βγαίνουν από το πλάι, τα δόντια του τροχού της στεφάνης είναι στραμμένα προς τα επάνω. Με αυτόν τον τρόπο, το γρανάζι από τον κινητήρα μπορεί να συνδεθεί με το γρανάζι κορώνας.
Από το γρανάζι κορώνας προέρχεται μια μοναδική διάταξη γραναζιών, όπου η ροπή κατανέμεται ομοιόμορφα και στους δύο κινητήριους άξονες. Στην όψη του τροχού της κορώνας υπάρχει αυτό που είναι γνωστό ως διαφορικό κλουβί, το οποίο φιλοξενεί δύο λοξότμητα γρανάζια και στις δύο πλευρές. Οι όψεις αυτών των γραναζιών είναι κάθετες σε αυτήν του τροχού κορώνας, γεγονός που τους επιτρέπει να ενώνονται σωστά με δύο άλλα ταιριαστά λοξότμητα γρανάζια. Κάθε ένα από αυτά τα δύο άλλα λοξότμητα γρανάζια αποτελούν το ένα άκρο κάθε άξονα μετάδοσης κίνησης.
Χωρίς διαφορικό ή δύο διαφορετικούς άξονες μετάδοσης κίνησης, θα μπορούσαν να προκύψουν ποικίλες δυσμενείς επιπτώσεις στο αυτοκίνητο και στα εξαρτήματά του. Ένα από τα πιο αξιοσημείωτα είναι η ζημιά των ελαστικών, η οποία είναι αποτέλεσμα σέρνοντας τα ελαστικά. Αυτό προκαλείται όταν το εξωτερικό ελαστικό δεν μπορεί να περιστραφεί πιο γρήγορα από το εσωτερικό ελαστικό. Αυτό το σύρσιμο μπορεί επίσης να οδηγήσει σε ζημιά και αστοχία του συστήματος μετάδοσης κίνησης.