Diferencijalni pojačavač pojačava razliku signala na njegovim ulazima i vrši potiskivanje njihove srednje vrednosti.

Operacioni pojačavač ima strukturu diferencijalnog pojačavača, međutim zbog prevelikog pojačanja opseg promena ulaznih napona u kojima pojačavač ne radi u zasićenju je veoma mali. Iz tog razloga operacioni pojačavač ne možemo koristiti direktno kao diferencijalni pojačavač. Međutim primenom povratne sprege može se izvršiti kontrolisano podešavanje diferencijalnog pojačanja.

Izlazni napon možemo izračunati primenom superpozicije:

Pošto je V2a=0, konfiguracija se svodi na invertujući pojačavač pa važi:

Na sličan način možemo izračunati uticaj ulaznog napona V_in2:

Superpozicijom dobijamo V_out:

Da bi pri jednakim ulaznim naponima (V_in1=V_in2) izlazni napon bio jednak nuli (V_out=0) potrebno je da važi sledeći uslov:

Ako je ovaj uslov ispunjen izraz za izlazni napon se svodi na:

Ad se naziva diferencijalno pojačanje. Nedostatak ovakve realizacije diferencijalnog pojačavača je što su mu ulazne otpornosti relativno male i nisu jednake na oba ulaza (Ru1=R₁, R_u12=R₃+R₄). Ispunjavanjem dodatnog uslova da je R₁=R₃+R₄ obezbeđujemo jednake ulazne otpornosti.