Diferencialna os je os, ki vključuje niz pogonskih prestav v osi na enak način, kot vozilo s pogonom na zadnja kolesa uporablja os, opremljeno z zobniki, za pogon vozila. Prepoznavna po velikem zaokroženem osrednjem delu, ki se pogosto imenuje buča, diferencialna os vsebuje komplet zobnikov in zobnikov, ki so zasnovani tako, da pomnožijo vhodno moč motorja in dajo vozilu večjo moč. Nasprotno pa je os brez zobnikov ali ravna os, kot jo pogosto imenujejo, ravna os s pestom koles, nameščenim na vsakem koncu, podobno kot pri priklopniku.
Namen diferencialne osi je pomnožiti količino vnesene moči in ustvariti več moči na izhodnem koncu osi. Z uporabo majhne prestave, ki poganja večjo prestavo, lahko pridemo do prestavnega razmerja s preprosto matematiko. Majhni zobnik prejema moč iz menjalnika, ki pri prenosu brez previsokega pogona naredi enako število vrtljajev kot ročična gred motorja. To pomeni, da vsakič, ko se ročična gred motorja obrne za en polni obrat, tudi pogonska gred, ki prihaja iz menjalnika, naredi en polni obrat. S štetjem zob na večjem zobniku in deljenjem tega števila s številom zob na majhnem zobniku, končno prestavno razmerje – ali številom, kolikokrat se morata zobnik in pogonska gred vrteti, da se obrne obročni zobnik. in osi en celoten obrat — se lahko izračuna.
Poznavanje diferencialnega prestavnega razmerja osi je ključnega pomena pri dešifriranju številnih funkcij vozila, kjer je treba uporabiti matematične enačbe in določene formule. Hitrost katerega koli vozila je mogoče natančno izračunati z izračunom diferencialnega prestavnega razmerja osi in premera pnevmatike, skupaj z vrtljaji ročične gredi motorja na minuto (RPM). Pnevmatika bo prevozila enako linearno razdaljo, kot meri pnevmatika po višini za vsak popoln obrat pnevmatike.
Pri tekmovalnih vozilih se lahko na stezo pripeljejo različni sklopi diferencialnih osi, ki omogočajo fino nastavitev vozila za spreminjajoče se razmere na progi. Diferencialna os v osebnem vozilu je bila podvržena številnim uram raziskav, da bi prišli do najbolj ugodnega sklopa prestav. Tovarniška izbira prestav v diferencialni osi originalne opreme je pogosto kompromis glede zmogljivosti in porabe goriva. Vsaka sprememba originalne tovarniške diferencialne osi bo verjetno razveljavila garancijo na pogonski sklop vozila.