差速器（英语：Differential）的发明，是因为在汽车于转弯时，外侧轮子走的路径要比内侧轮子走的路径要大，所以如果汽车想顺畅和精确的转弯，便需要一个装置能够转换和允许内外侧车轮以不同的速率进行旋转，从而以不同的转速来弥补距离的差异。最早的差速器发明于中国的指南车上，用来给人偶提供动力，但到了工业时代的汽车通用后才大量出现，动力也反向从引擎输出给轮子。
普通的差速器内部是一种行星齿轮机构，其中包括两个行星齿轮和两个与传动轴相连的半轴齿轮，这四个齿轮配置在差速器的一个内部壳体内，并且相互之间互相咬合在一起，每个齿轮都咬合着另外两个齿轮（每个半轴齿轮都咬合两个行星齿轮，而每个行星齿轮又咬合两个半轴齿轮），所以只要其中一个齿轮转动，势必会牵动其他三个齿轮一同转动，而其中一个半轴齿轮朝某个方向转动时，另外一侧的半轴齿轮势必会向反方向旋转，这个现象可以通过实验证明，当把车辆的两个驱动轮悬空，转动一侧的车轮向一个方向旋转势必会使另一侧的车轮往反方向旋转。
当汽车与直线行驶的情况下，由于左右两边的驱动轮受到的阻力大致相同，从引擎输出轴（即差速器的输入轴）会带动左右两边的半轴齿轮，此时由于两边所受阻力一致，因此中间的两个行星齿轮跟着两边的半轴齿轮转动而不产生自转。当车辆进行转弯时，由于一侧车轮行驶的距离会比另一侧的要短，即使得产生的阻力变得比另一侧要大，这就意味着行星齿轮转动这一侧车轮时会更加费力，这个平衡遭到破坏，迫使行星齿轮产生自转，使外侧车轮转速加快，从而使车辆得以顺畅的转弯。
由于差速器允许两侧车轮以不同的速度进行旋转，那么当车辆驱动轮有一侧打滑时，或因剧烈驾驶导致一侧车轮产生离地时，因为差速器的等扭矩作用，全部的动力会传送到那个打滑的半轴上，使得打滑一侧的车轮飞快旋转，而另一侧车轮失去驱动力（见右2），这样会令车辆陷入困境并且失去可操控性。
虽然差速器解决车辆转弯困难的问题，但是对于有越野需求或者有竞技要求的车辆来说，无法限制打滑会损失车辆的通过性和操控性，所以便需要限滑差速器（Limited Slip Differential）和差速锁，来应对车辆竞赛及越野的需求。
