Differentialförstärkare används för att förstärka balanserade differentiella signaler som används för att kommunicera små signaler i elektriskt brusiga miljöer. Signalledningarna bör vara nära eller kopplade tillsammans och det mesta av det inducerade bruset kommer att vara "common mode", vilket påverkar båda ledningarna på samma sätt.
Den huvudsakliga tillämpningen av en differentialförstärkare är att bli av med allt brus och spänningar som finns i båda spänningsingångarna. Detta brus finns i gemensam mod fluktuerande spänning. Differentialförstärkare används i kretsar som utnyttjar negativ återkoppling, såsom styrning av motorer och signalförstärkning.
En differentialförstärkare kan också konfigureras för att fungera som en enkelsidig förstärkare genom att jorda en av ingångarna.
Moderna differentialförstärkare sitter vanligtvis på ett enda mikrochip. Inuti mikrochipet adderas positiva och negativa signaler och blir en enda utgång.