不同類型差速器的工作原理差異不小。

托森式差速器利用蝸輪蝸桿傳動副的高內摩擦力矩進行轉矩分配，其內部摩擦力矩取決于兩端輸出軸的相對轉速。當輸出軸相對速度差較小時，后端蝸輪驅動的蝸桿摩擦力小，差速器正齒輪吸收速度差；速度差大時則自動鎖緊，提升車輛通過能力。

多片離合器式差速器工作時，離合器活塞利用壓縮空氣將摩擦片壓向擋板使離合器接合，壓縮空氣斷開則彈簧使活塞回位，離合器斷開。

普通齒輪差速器中，錐齒輪差速器應用廣泛，結構包括行星錐齒輪、十字軸、半軸錐齒輪等。其動力傳輸來自主減速器，汽車直線行駛時，行星錐齒輪相當于等臂杠桿不“旋轉”，只“公轉”，無差速作用；轉彎時，因附加力破壞平衡關系，行星錐齒輪“轉動”，產生差速作用。

防滑差速器有手動強制鎖止和自動鎖止兩種。手動鎖止式通過駕駛員操作縱向差速鎖，人為鎖止差速器；自動鎖止式在行駛中根據路況自動改變扭矩分配。

車軸差速器用于提高車輛通過性，全輪驅動車輛常用托森式差速器，其采用渦輪蝸桿傳動原理，轉彎時前后驅動軸產生速度差，通過直齒輪相對轉動實現差動，能使低轉速軸和高附著力軸分配更多驅動扭矩，確保動力分配均勻，系統反應快，可靠性好。