Diferencijalna signalizacija je tehnika za elektronički prijenos informacija korištenjem dva različita signala. Za usporedbu, jednostruka signalizacija koristi samo jedan signal. Diferencijalna signalizacija je učinkovita i za analognu i za digitalnu signalizaciju. Neki zvučni sustavi još uvijek koriste analogne sustave, ali većina komunikacijskih protokola, kao što su Ethernet, Universal Serial Bus (USB), RS-422 i RS-485, koristi digitalnu signalizaciju.
Prijemnik ponovno sastavlja izvorni signal očitavajući razliku u naponu između dva odaslana signala. Ova tehnika omogućuje prijamniku da zanemari apsolutni napon signala, koji može značajno varirati dok putuju između odašiljača i prijemnika. Stoga je diferencijalna signalizacija mnogo pouzdanija metoda elektroničkog prijenosa informacija od jednostrane signalizacije.
Diferencijalna signalizacija ima dvostruko veću otpornost na šum od jednostruke signalizacije. To je prednost kod niskonaponskih elektroničkih uređaja kao što su mobilni i prijenosni telefoni. Ovi uređaji nastavljaju težiti prema nižem naponu napajanja kako bi se smanjilo neželjeno zračenje i uštedjela energija.
Visoka logička razina u jednosmjernom digitalnom sustavu je napon napajanja (Vs). Niska logička razina u ovom sustavu je napon uzemljenja ili 0 volti (V). Stoga je razlika između ove dvije razine napona Vs – 0 V = Vs. Naponi u paru diferencijalnih signala imaju istu veličinu, ali suprotan polaritet, pa su naponi +Vs i –Vs. To znači da je razlika u naponu između dva signala (+Vs) – (–Vs) = 2Vs, čime se udvostručuje otpornost signala na buku.
Single-end signali kao što je RS-232 imaju prednost što zahtijevaju samo jednu žicu. Napon od najmanje 12 volti ukazuje na signal, a napon manji od tri volta ukazuje na nedostatak signala. To osigurava određenu otpornost na buku za jednostrani signal jer prirodni izvori električne energije rijetko proizvode tri volta.
Primarni nedostatak jednosmjernog signala je to što ne može funkcionirati velikom brzinom. Induktivnost i kapacitivnost su električni učinci koji imaju tendenciju poništavanja visokofrekventnih signala, čime se ograničava brzina jednostranog signala. Ova vrsta signala također zahtijeva više razine napona kako bi se izbjegla visoka stopa pogreške tijekom prijenosa.
Računala općenito koriste diferencijalnu signalizaciju kako bi minimizirali učinke elektromagnetskih smetnji. Ovi uređaji koriste istosmjernu struju, koja ne može isključiti smetnje. Niskonaponski signalni vod računala i visokonaponski izvor napajanja često dijele isto uzemljenje. To može uzrokovati da električni vod inducira značajan napon u signalnoj liniji, uzrokujući smetnje.