Differenzverstärker sind vollkommen symmetrisch aufgebaute Verstärker hoher Empfindlichkeit mit zwei Eingängen und einem Ausgang. Bei den Eingängen handelt es sich um einen nicht-invertierten und einem invertierten Eingang. Die Eingänge haben identische Verstärkungsfaktoren und gleiche Frequenzgängen. Der verstärkte Differenzsignal steht am Ausgang zur Verfügung.
Die Eingangssignale liegen an dem invertierenden und dem nicht-invertierenden Eingang. Sind sie im Eingangspegel identisch, dann ist der Ausgangspegel Null. Erst bei Abweichungen zwischen den Eingangspegeln wird sich eine Differenzspannung zwischen den Ausgängen aufbauen. Die Ausgangsamplitude entspricht also immer der verstärkten Differenz zwischen den Eingangspegeln.
Identische Eingangssignale werden unterdrückt, was sich in einer hohen Gleichtaktunterdrückung ausdrückt. Diese Eigenschaft wird auch zur Störspannungsunterdrückung benutzt. Gelangen Störsignale mit gleicher Polarität an die beiden Eingänge, werden sie durch die Gleichtaktunterdrückung kompensiert. Dies gilt gleichermaßen für Brummsignale als auch für eingestreute HF- Signale.