Diferencialna absorpcija je pojav, pri katerem snov z mešanimi komponentami absorbira in odbija sevanje z različno hitrostjo zaradi različne sestave komponent. Klasičen primer tega lahko vidimo pri rentgenskem slikanju, kjer lahko zdravnik posname notranjost pacientovega telesa tako, da pacienta obseva, da izpostavi film. Strukture telesa so vidne na filmu, ker absorbirajo rentgenske žarke v različni meri; kost, na primer, absorbira veliko rentgenskih žarkov in tako film ostane neosvetljen, da pokaže pacientove kosti.
Medicinsko slikanje ni edino področje, kjer je uporabna diferencialna absorpcija. V pomoč je lahko tudi pri dejavnostih, kot so merjenje koncentracij atmosferskih plinov, preučevanje oddaljenih dogodkov v vesolju ter analiza tal in kamnin. V vseh teh primerih se ljudje pri zbiranju podatkov zanašajo na dejstvo, da materiali absorbirajo in odbijajo sevanje z različnimi stopnjami.
Tehnik lahko prilagodi jasnost in kakovost slike z uporabo različnih vrst sevanja ali spreminjanjem intenzivnosti. Pri medicinskem slikanju morajo ljudje najti ravnotežje med pridobivanjem dobre slike in ogrožanjem pacienta. Pri rentgenskem slikanju je na primer mogoče dobiti višjo ločljivost, vendar bi s tem pacienta izpostavili nesprejemljivo visokim nivojem sevanja. Znanstveni raziskovalci, ki uporabljajo diferencialno absorpcijo, morajo upoštevati tudi učinke sevanja na poskus.
V fiziki znanstveniki uporabljajo diferencialno absorpcijo s tehnikami, kot sta zaznavanje in določanje razdalje svetlobe (LIDAR), da bi izvedeli več o sestavi ozračja. To vključuje streljanje svetlobnih impulzov v območje zanimanja in branje odbite svetlobe ob njeni vrnitvi. Nekateri plini v ozračju bodo absorbirali svetlobo, drugi pa jo bodo odbijali, količina sipanja, ki se pojavi, pa lahko pove raziskovalcem, kateri plini so prisotni. Lahko primerjajo podatke z drugih spletnih mest, da preučijo teme, kot so ozonska plast, meteorologija in učinki onesnaženja na ozračje.
V znanosti o tleh in geologiji je lahko diferencialna absorpcija koristen način za zbiranje podatkov o tem, kaj se dogaja pod površjem zemlje ali oceana. Arheologi uporabljajo to tehniko tudi za preučevanje zakopanih najdišč. Najpogosteje gre za uporabo naprave, ki oddaja zvočne valove. Naprava gre čez površino in odbiti zvočni valovi povedo tehnikom, kaj se skriva spodaj, saj stvari, kot so skalne formacije, razbitine ladij ali zakopane zgradbe, odbijajo zvočne valove z drugačno hitrostjo kot tla. Različne vrste tal bodo imele tudi različne vzorce refleksije.