Diferencijalna apsorpcija je pojava u kojoj će tvar s miješanim komponentama apsorbirati i reflektirati zračenje različitim brzinama zbog različitog sastava komponenti. Klasičan primjer ovoga može se vidjeti u rendgenskim slikama, gdje liječnik može snimiti sliku unutrašnjosti pacijentovog tijela zračenjem pacijenta kako bi se otkrio film. Strukture tijela vidljive su na filmu jer apsorbiraju x-zrake u različitom stupnju; kost, na primjer, apsorbira mnogo rendgenskih zraka i tako film ostaje neeksponiran kako bi se prikazale kosti pacijenta.
Medicinsko snimanje nije jedino polje u kojem je korisna diferencijalna apsorpcija. Također može biti od pomoći u aktivnostima poput mjerenja koncentracija atmosferskih plinova, proučavanja udaljenih događaja u svemiru i analize tla i stijena. U svim tim slučajevima ljudi se pri prikupljanju podataka oslanjaju na činjenicu da materijali apsorbiraju i reflektiraju zračenje različitim brzinama.
Tehničar može prilagoditi jasnoću i kvalitetu slike korištenjem različitih vrsta zračenja ili mijenjanjem intenziteta. U medicinskom snimanju ljudi moraju uspostaviti ravnotežu između dobivanja dobre slike i ugrožavanja pacijenta. Kod rendgenskog snimanja, na primjer, moguće je dobiti veću rezoluciju, ali bi to izložilo pacijenta neprihvatljivo visokim razinama zračenja. Znanstveni istraživači koji koriste prednosti diferencijalne apsorpcije također moraju razmotriti učinke zračenja na eksperiment.
U fizici, znanstvenici koriste diferencijalnu apsorpciju s tehnikama kao što su detekcija svjetlosti i određivanje raspona (LIDAR) kako bi saznali više o sastavu atmosfere. To uključuje pucanje svjetlosnih impulsa u područje od interesa i očitavanje reflektirane svjetlosti po povratku. Neki od plinova u atmosferi će apsorbirati svjetlost dok će je drugi reflektirati, a količina raspršenja koja se događa može reći istraživačima koji su plinovi prisutni. Mogu uspoređivati podatke s drugih stranica kako bi proučavali teme poput ozonskog omotača, meteorologije i učinaka onečišćenja na atmosferu.
U znanosti o tlu i geologiji, diferencijalna apsorpcija može biti koristan način prikupljanja podataka o tome što se događa ispod površine zemlje ili oceana. Arheolozi također koriste ovu tehniku za proučavanje zakopanih lokaliteta. Najčešće, to uključuje korištenje uređaja koji emitira zvučne valove. Uređaj prolazi preko površine, a reflektirani zvučni valovi govore tehničarima što se nalazi ispod, jer će stvari poput kamenih formacija, olupina brodova ili zakopanih zgrada reflektirati zvučne valove različitim brzinama od tla. Različite vrste tla također će imati različite obrasce refleksije.