Avtomobilski diferencial je mehanizem, ki omogoča, da se levo in desno (ali sprednje in zadnje) pogonsko kolo vrtita z različnimi hitrostmi. V glavnem je sestavljen iz levih in desnih zobnikov polgredi, dveh planetnih zobnikov in zobniške letve. Funkcija je, da se levo in desno kolo vrtita z različnimi hitrostmi, ko avto zavija ali vozi po neravnih cestah, to je, da se zagotovi, da so pogonska kolesa na obeh straneh v čistem kotalnem gibanju. Diferencial je nameščen za prilagajanje razlike hitrosti med levim in desnim kolesom. Pri štirikolesnem pogonu morajo biti za pogon štirih koles povezana vsa kolesa. Če so štiri kolesa med seboj mehansko povezana, se avtomobil pri vožnji v ovinek ne more vrteti z enako hitrostjo. Da bi bila hitrost vrtenja avtomobila pri vožnji v ovinek načeloma enakomerna, je treba dodati vmesni diferencial za prilagoditev razlike v hitrosti med sprednjim in zadnjim kolesom. Najbolj razširjen trenutno je simetrični diferencial s stožčastimi zobniki.
Če na vašem avtomobilu ni diferenciala, bosta kolesi togo pritrjeni skupaj in se vrtita z enako hitrostjo. Ko se avto obrača, se bodo kolesa neizogibno kotalila in drsela. To bo pospešilo obrabo pnevmatik, povečalo porabo energije avtomobila in povzročilo veliko obremenitev osi. Da bi zagotovili, da so pogonska kolesa na obeh straneh vedno v čistem kotalnem stanju, ljudje uporabljajo dve pol-osi za povezavo koles na obeh straneh, pogonska kolesa glavnega reduktorja pa poganjajo pol-osi in kolesa na obe strani skozi diferencial, tako da se lahko vrtijo z različnimi kotnimi hitrostmi.
Vendar diferencial prinaša tudi določene stranske učinke. To pomeni, da ko ima eno od obeh koles velik upor, je vsa izhodna moč koncentrirana na drugem kolesu, kar ima za posledico samo eno kolo v prostem teku. Običajno je videti kolesa obtičala v blatu in snegu.
Zato je veliko visoko zmogljivih avtomobilov in terenskih vozil opremljenih z zaporami diferenciala z mehanskimi ali elektronskimi metodami zaklepanja, da bi se spopadli s to slabostjo diferenciala.
Ko pogonska kolesa avtomobila izgubijo oprijem, je diferencial oslabljen ali izgubi diferencialni učinek, moč pa se enakomerno porazdeli na pogonska kolesa, da se vozilo reši iz težav. Temu pogosto rečemo zapora diferenciala. Običajne zapore diferenciala so zobate in večlamelne sklopke, metode krmiljenja pa so ročno upravljanje, krmiljenje z zaznavanjem navora in elektronsko hidravlično krmiljenje. Diferencial Torsen je izjema. Ima vgrajeno funkcijo zapore diferenciala in ne zahteva posebnega krmilnega mehanizma. Na splošno se uporablja kot centralni diferencial.