Podczas skręcania, koła zewnętrzne pokonują większy dystans niż koła wewnętrzne. Gdyby oba były zablokowane na tej samej osi, jedno z nich musiałoby się poślizgnąć. Mechanizm różnicowy rozwiązuje ten problem. Jest to układ przekładni, który pozwala kołom napędowym obracać się z różną prędkością, jednocześnie przekazując moc z silnika.

Najprostszy mechanizm różnicowy wykorzystuje zestaw kół zębatych stożkowych. Koło koronowe obraca jarzmo, które utrzymuje koła zębate. Koła zębate zazębiają się z kołami zębatymi bocznymi połączonymi z półosiami. Gdy oba koła obracają się z tą samą prędkością, koła zębate się nie obracają. Gdy jedno koło zwalnia, koła zębate obracają się, umożliwiając drugiemu kołu przyspieszenie. Średnia prędkość obu kół pozostaje taka sama.

Otwarte mechanizmy różnicowe dobrze sprawdzają się na suchej nawierzchni, ale mają pewną wadę. Jeśli jedno koło traci przyczepność, obraca się, a drugie nie otrzymuje momentu obrotowego. Dlatego w samochodach terenowych i sportowych stosuje się mechanizmy różnicowe o ograniczonym poślizgu, które przenoszą moment obrotowy na koło z przyczepnością. Blokada mechanizmu różnicowego działa jeszcze lepiej, blokując oba koła dla uzyskania maksymalnej przyczepności.

Napęd na cztery koła i na cztery koła wykorzystuje mechanizmy różnicowe z przodu, z tyłu, a czasami z tyłu. Mechanizm różnicowy zarządza różnicą prędkości między osiami przednią i tylną. Systemy elektroniczne mogą teraz hamować ślizgające się koło i przekazywać moment obrotowy na pozostałe, zmniejszając potrzebę stosowania mechanicznych układów o ograniczonym poślizgu.