В корпусе дифференциала размещаются две конические полуосевые шестерни, палец и установленные на нем две шестерни конической формы, называемые сателлитами.
Коробка дифференциала жестко соединена с ведомой шестерней главной передачи и вращается вместе с ней. Когда автомобиль следует по прямой, и оба ведущих колеса имеют одинаковое сопротивление качению, сателлиты не вращаются на пальце и передают крутящий момент на обе полуосевые шестерни равными долями (с полуосевых шестерен вращение передается через полуоси на ступицы колес и колеса). Как только автомобиль начнет поворачивать, и одно из его колес замедляет свое движение, сателлиты начинают проворачиваться вокруг своей оси (пальца), ускоряя вращение шестерни, связанной с противоположным колесом. Таким образом, дифференциал при замедлении вращения одного ведущего колеса автоматически ускоряет другое, облегчая управление автомобилем на поворотах.
Дифференциал может оказывать и отрицательное влияние. Так, при попадании одного из ведущих колес на скользкое место, оно начнет буксовать, тогда как другое колесо, имеющее хорошее сцепление с грунтом, за счет действия дифференциала будет стоять неподвижно. В таком положении ведущие колеса автомобиля чаще всего оказываются зимой на скользкой дороге.
На многих современных автомобилях для исключения этого отрицательного явления в дифференциал устанавливают фрикционную муфту, которая при проскальзывании одного из ведущих колес блокирует дифференциал. На автомобилях, оборудованных тормозной антиблокировочной системой (АВС), устанавливается электронный блок антипробуксовки, позволяющий притормаживать проскальзывающее колесо.
Неисправности главной передачи и дифференциала заключаются в износе или поломке зубьев шестерен и подшипников. Оба механизма смазываются залитым в картер заднего моста маслом. После ремонта главной передачи или дифференциала необходимо следить за температурой их картера, т. к. детали во время приработки могут недопустимо нагреваться в результате неправильной регулировки подшипников или недостатка смазки.
Неисправные сальники становятся причиной попадания смазки из картера главной передачи на накладки тормозных колодок (на автомобилях, имеющих задний мост), что приводит к проблемам с торможением. В этом случае необходимо промыть детали тормоза, заменить сальники и проверить уровень масла (повышенный уровень масла в картере главной передачи недопустим).
Главная передача, дифференциал, полуоси, ступицы колес, а также тормоза для задних колес автомобиля объединяются картером и кожухами полуосей и образуют единый агрегат – задний мост. На переднеприводных автомобилях единый агрегат состоит из коробки перемены передач, главной передачи и дифференциала.