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Sous sa forme la plus fréquente le différentiel est composé d'un pignon conique (solidaire de l'arbre moteur) entraînant perpendiculairement une couronne dentée conique supportant une cage de pignons satellites, ceux-ci entraînant deux pignons planétaires solidaires des arbres entraînés.
Sur ces deux images la motricité en provenance du moteur est représentée par la grande flèche rouge et s'exerce sur l'ensemble bleu qui entraine les deux arbres rouge et jaune à la même vitesse :
1.Sur l'image de gauche, les deux arbres de sortie (à gauche/rouge et à droite/jaune) tournent à la même vitesse. L'effort de rotation est donc réparti équitablement et le pignon intermédiaire vert (appelé satellite) ne tourne pas.
2.Sur l'image de droite, l'arbre rouge est ralenti. Le pignon intermédiaire vert est alors entraîné et transfère une rotation supplémentaire à l'arbre jaune qui tourne alors à une vitesse supérieure.
Le système fonctionne de manière adaptative : lorsqu'on freine « légèrement » un des deux arbres (pincement, frottement…) la vitesse de rotation de cet arbre se trouve ralentie et la vitesse de l'autre augmente d'autant. Cependant si l’adhérence d'une roue devient nulle (verglas par exemple) la traction est annihilée alors que la vitesse de cette roue libre est très élevée. On pallie ce problème grâce à un « différentiel autobloquant ».