Mechanizm różnicowy to urządzenie mechaniczne służące do przekształcania i przenoszenia momentu obrotowego na różne sposoby. Zazwyczaj do przeniesienia momentu obrotowego z jednego wału na dwa lub więcej wałów stosuje się mechanizm różnicowy. Czasami może mieć miejsce odwrotnie, gdy moment obrotowy dwóch lub więcej wałów jest przenoszony tylko na jeden wał. Chociaż mechanizm różnicowy może przybierać różne formy, najczęściej występuje w samochodach. W tym zastosowaniu moment obrotowy pojedynczego wału jest rozdzielany na dwa różne wały, z których każdy obraca koło napędowe.
Chociaż mechanizmy różnicowe można znaleźć w wielu różnych mechanizmach i maszynach, współczesne samochody zwykle wykorzystują je w największym stopniu. Kiedy samochód skręca, koła po obu stronach samochodu powinny obracać się z różną prędkością. Koła znajdujące się najbliżej kierunku zakrętu muszą obracać się wolniej niż te odwrócone od zakrętu. Aby samochód mógł to zrobić, każde tylne koło potrzebuje osobnego wału napędowego, a mimo to moment obrotowy musi być równomiernie rozłożony.
Mechanizm różnicowy osiąga to poprzez równomierne rozłożenie momentu obrotowego na każde koło z osobnym wałkiem. Odbywa się to za pomocą specjalnego układu zębatego znajdującego się w miejscu, w którym wał napędowy z silnika styka się z dwoma wałami napędowymi. Silnik wewnątrz samochodu wytwarza moment obrotowy, który jest następnie zwiększany przez przekładnię. Ze skrzyni biegów pojedynczy wał napędowy obraca skrzynię biegów mechanizmu różnicowego.
Skrzynie biegów mechanizmu różnicowego można spotkać w różnych układach, jednak sam układ jest stosunkowo uniwersalny wśród producentów samochodów. Spiralne koło zębate stożkowe na końcu wału napędowego skrzyni biegów obraca większe koło koronowe. Koło koronowe ma stosunkowo dużą średnicę i ma duży otwór w środku. Podczas gdy zęby większości kół zębatych wystają z boku, zęby koła koronowego skierowane są do góry. W ten sposób zębnik z silnika może połączyć się z kołem koronowym.
Z koła koronowego pochodzi unikalny układ kół zębatych, w którym moment obrotowy jest równomiernie rozłożony na oba wały napędowe. Z przodu koła koronowego znajduje się tak zwana klatka mechanizmu różnicowego, w której po obu stronach znajdują się dwa stożkowe koła zębate. Powierzchnie tych kół zębatych są prostopadłe do koła koronowego, co pozwala im prawidłowo połączyć się z dwoma innymi dopasowanymi zębatkami stożkowymi. Każde z tych dwóch stożkowych kół zębatych stanowi jeden koniec każdego wału napędowego.
Bez mechanizmu różnicowego lub dwóch różnych wałów napędowych w samochodzie i jego elementach mogą wystąpić różne niekorzystne skutki. Jednym z najbardziej zauważalnych jest uszkodzenie opony, które jest wynikiem przeciągania opony. Dzieje się tak, gdy opona zewnętrzna nie może obracać się szybciej niż opona wewnętrzna. Takie przeciąganie może również skutkować uszkodzeniem i awarią układu napędowego.