Diferencialna signalizacija je tehnika elektronskega prenosa informacij z uporabo dveh različnih signalov. Za primerjavo, enosmerna signalizacija uporablja samo en signal. Diferencialna signalizacija je učinkovita tako za analogno signalizacijo kot za digitalno signalizacijo. Nekateri zvočni sistemi še vedno uporabljajo analogne sisteme, vendar večina komunikacijskih protokolov, kot so Ethernet, Universal Serial Bus (USB), RS-422 in RS-485, uporablja digitalno signalizacijo.
Sprejemnik ponovno sestavi izvirni signal tako, da odčita razliko v napetosti med obema oddanima signaloma. Ta tehnika omogoča sprejemniku, da prezre absolutno napetost signalov, ki se lahko znatno razlikuje, ko potujejo med oddajnikom in sprejemnikom. Zato je diferencialna signalizacija veliko bolj zanesljiva metoda elektronskega prenosa informacij kot enotna signalizacija.
Diferencialna signalizacija ima dvakrat večjo odpornost proti šumu kot enosmerna signalizacija. To je prednost pri nizkonapetostnih elektronskih napravah, kot so mobilni in prenosni telefoni. Te naprave še naprej težijo k nižji napetosti, da zmanjšajo neželeno sevanje in prihranijo energijo.
Visoka logična raven v enosmernem digitalnem sistemu je napajalna napetost (Vs). Nizka logična raven v tem sistemu je ozemljitvena napetost ali 0 voltov (V). Razlika med tema dvema napetostnima nivojema je torej Vs – 0 V = Vs. Napetosti v paru diferencialnih signalov imajo enako velikost, vendar nasprotno polarnost, zato sta napetosti +Vs in –Vs. To pomeni, da je razlika v napetosti med obema signaloma (+Vs) – (–Vs) = 2Vs, s čimer se podvoji odpornost signala proti hrupu.
Enojni signali, kot je RS-232, imajo prednost, da zahtevajo samo eno žico. Napetost najmanj 12 voltov kaže na signal, napetost manj kot tri volte pa na pomanjkanje signala. To zagotavlja določeno odpornost proti hrupu za enosmerni signal, ker naravni viri električne energije redko proizvedejo tri volte.
Glavna pomanjkljivost enosmernega signala je, da ne more delovati pri visoki hitrosti. Induktivnost in kapacitivnost sta električna učinka, ki izničita visokofrekvenčne signale in tako omejujeta hitrost enosmernega signala. Ta vrsta signala zahteva tudi višje napetostne nivoje, da se izognemo visoki stopnji napak med prenosom.
Računalniki na splošno uporabljajo diferencialno signalizacijo, da zmanjšajo učinke elektromagnetnih motenj. Te naprave uporabljajo enosmerni tok, ki ne more preprečiti motenj. Nizkonapetostni signalni vod računalnika in visokonapetostni napajalni vod imata pogosto isto ozemljitev. To lahko povzroči, da daljnovod povzroči znatno napetost v signalnem vodu, kar povzroči motnje.