簡單來說差速器工作原理就是一種將發動機輸出扭矩一分為二的裝置，允許轉向時輸出兩種不同的轉速。
當汽車直走時，兩個行星齒輪只公轉，不自轉。根據力學原理，轉彎時內側車輪勢必會轉的慢些，此時驅動軸轉速不變，行星輪此時一邊繞半軸公轉，一邊自轉。
汽車轉彎時，前輪較之後輪，走過的距離是不相同的。部分四輪驅動車前後輪之間沒有差速器。相反的，他們被固定聯結在一起，以至於前後輪轉向時能夠以同樣的平均轉速轉動。這就是為什麼當四輪驅動系統忙碌時，這種車輛轉向困難的原因。
差速器的由來
汽車在拐彎時車輪的軌線是圓弧，如果汽車向左轉彎，圓弧的中心點在左側，在相同的時間裡，右側輪子走的弧線比左側輪子長，為了平衡這個差異，就要左邊輪子慢一點，右邊輪子快一點，用不同的轉速來彌補距離的差異。
如果後輪軸做成一個整體，就無法做到兩側輪子的轉速差異，也就是做不到自動調整。為了解決這個問題，早在一百年前，法國雷諾汽車公司的創始人路易斯.雷諾就設計出了差速器這個玩意。
差速器工作原理動畫
差速器工作原理
當轉彎時，由於外側輪有滑拖的現象，內側輪有滑轉的現象，兩個驅動輪此時就會產生兩個方向相反的附加力，導致兩邊車輪的轉速不同，從而破壞了三者的平衡關係，並通過半軸反映到半軸齒輪上，迫使行星齒輪產生自轉，使內側半軸轉速減慢，外側半軸轉速加快，從而實現兩邊車輪轉速的差異。
驅動橋兩側的驅動輪若用一根整軸剛性連接，則兩輪只能以相同的角度旋轉。這樣，當汽車轉向行駛時，由於外側車輪要比內側車輪移過的距離大，將使外側車輪在滾動的同時產生滑拖，而內側車輪在滾動的同時產生滑轉。即使是汽車直線行駛，也會因路面不平或雖然路面平直但輪胎滾動半徑不等（輪胎製造誤差、磨損不同、受載不均或氣壓不等）而引起車輪的滑動。
車輪滑動時不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗，還會使汽車轉向困難、制動性能變差。為使車輪儘可能不發生滑動，在結構上必須保證各車輪能以不同的角度轉動。
車輛直行時，左右兩邊車輪受到的阻力相當，差速器殼體內的行星齒輪只是跟著殼體公轉而不會自轉。
當車輛轉彎時，內側車輪會產生更大的阻力，兩側半軸受力不同會使得中間的行星齒輪產生自轉，兩側半軸就會有轉速差。外側比內側車輪轉的更快，這樣車輛就能夠順利的轉彎了。
差速器組成結構
汽車差速器能夠使左、右（或前、後）驅動輪實現以不同轉速轉動的機構。主要由左右半軸齒輪、兩個行星齒輪及齒輪架組成
普通差速器由行星齒輪、行星輪架（差速器殼）、半軸齒輪等零件組成。
發動機的動力經傳動軸進入差速器，直接驅動行星輪架，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅動左、右車輪。差速器的設計要求滿足：（左半軸轉速）+（右半軸轉速）=2（行星輪架轉速）。當汽車直行時，左、右車輪與行星輪架三者的轉速相等處於平衡狀態，而在汽車轉彎時三者平衡狀態被破壞，導致內側輪轉速減小，外側輪轉速增加。
差速器作用
差速器是個差速傳動機構，用來在兩輸出軸間分配轉矩，並保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉動，用來保證各驅動輪在各種運動條件下的動力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。
汽車發動機的動力經離合器、變速器、傳動軸，最後傳送到驅動橋再左右分配給半軸驅動車輪，在這條動力傳送途徑上，驅動橋是最後一個總成，它的主要部件是減速器和差速器。起到減速和差速的作用。
汽車轉彎時，內側車輪和外側車輪的轉彎半徑不同，外側車輪的轉彎半徑要大於內側車輪的轉彎半徑，這就要求在轉彎時外側車輪的轉速要高於內側車輪的轉速。
差速器的作用就是滿足汽車轉彎時兩側車輪轉速不同的要求。這個作用是差速器最基本的作用，至於後為發展的什麼中央差速器、防滑差速器、LSD差速器、託森差速器等，都是是為了提高汽車的行駛性能、操控性能而設計的。
為什麼需要差速器
當汽車轉向時，車輪以不同的速度旋轉。在下面的動畫中你可以看到，在轉彎時，每個車輪駛過的距離不相等，即內側車輪比外側車輪駛過的距離要短。因為車速等於汽車行駛的距離除以通過這段距離所花費的時間，所以行駛距離短的車輪轉動的速度就慢。
同時需要注意的是：前輪較之後輪，所走過的路程是不同的。
對於後輪驅動型汽車的從動輪，或前輪驅動型汽車的從動輪來說，不存在這樣的問題。由於它們之間沒有相互聯結，它們彼此獨立轉動。但是兩主動輪間相互是有聯繫的。因此一個引擎或一個變速箱可以同時帶動兩個車輪。如果你的車上沒有差速器，兩個車輪將不得不固定聯結在一起，以同一轉速驅動旋轉。這會導致汽車轉向困難。此時，為了使汽車能夠轉彎，一個輪胎將不得不打滑。對於現代輪胎和混凝土道路來說，要使輪胎打滑則需要很大的外力，這個力通過車橋從一個輪胎傳到另一個輪胎，這樣就給車橋零部件產生很大的應力。
差速器工作原理視頻
當汽車轉彎行駛時，外側車輪比內側車輪所走過的路程長；汽車在不平路面上直線行駛時，兩側車輪走過的曲線長短也不相等；即使路面非常平直，但由於輪胎製造尺寸誤差，磨損程度不同，承受的載荷不同或充氣壓力不等，各個輪胎的滾動半徑實際上不可能相等，若兩側車輪都固定在同一剛性轉軸上，兩輪角速度相等，則車輪必然出現邊滾動邊滑動的現象。
車輪對路面的滑動不僅會加速輪胎磨損，增加汽車的動力消耗，而且可能導致轉向和制動性能的惡化。若主減速器從動齒輪通過一根整軸同時帶動兩側驅動輪，則兩側車輪只能同樣的轉速轉動。為了保證兩側驅動輪處於純滾動狀態，就必須改用兩根半軸分別連接兩側車輪，而由主減速器從動齒輪通過差速器分別驅動兩側半軸和車輪，使它們可用不同角速度旋轉。
這種裝在同一驅動橋兩側驅動輪之間的差速器稱為輪間差速器
部分內容來源：汽修學徒之家