差分信號只是使用兩根信號線傳輸一路信號，依靠信號間電壓差進行判決的電路，既可以是模擬信號，也可以是數字信號。實際的信號都是模擬信號，數字信號只是模擬信號用門限電平量化后的取樣結果。因此差分信號對于數字和模擬信號都可以定義。

一個差分信號是用一個數值來表示兩個物理量之間的差異。從嚴格意義上來講，所有電壓信號都是差分的，因為一個電壓只能是相對于另一個電壓而言的。在某些系統里，系統“地”(GND)被用作電壓基準點。當“地”當作電壓測量基準時，這種信號規劃被稱之為單端的。我們使用該術語是因為信號是用單個導體上的電壓來表示的。

VDS不是傳輸速率快，是抗干擾能力強。有信號時，一棵線電壓+V，另一棵線電壓-V，接收端獲得的信號是兩者的差值+V-(-V)=2V。外界的干擾信號在兩棵線中山上的是同樣幅度和極性的+v信號，在接收端差值的過程中互相抵消了。由于抗干擾能力強，數字信號不易出錯，可以避免因校驗出錯引起的重發，從這個意義上說差分信號傳輸速率。

差分的概念在《模擬電路》課程里已經學習過了。差分信號是一對大小相等而極性相反的對稱信號，差分信號用于傳輸有用的信號。共模信號是作用于差分信號線上的一對大小相等極性也相同的信號，共模信號往往來自于外部干擾。差分信號在接收端是靠差分放大器來檢測的。差分放大器只對兩路輸入信號之間的差值起放大作用，而對兩路輸入信號共同對地的電位不起作用。

差分傳輸的信號能夠對外部干擾能夠起到很強的抗干擾能力。

原始的輸入信號經過倒相器和緩沖器之后形成一對大小相等而極性相反的差分信號。對模擬信號，倒相器可以用運算放大器的反相比例放大電路來實現，緩沖器可以用運算放大器的同相跟隨電路來實現。對數字信號，可以分別用“非門”邏輯和同相緩沖器來實現。

差分信號在PCB(印制線路板)上被安排成“密近平行線”(PCB布線要領!)，用電纜連接兩臺設備時則采用并行排線或雙絞線。在差分信號傳輸過程中會遇到外部干擾信號，但是，由于兩根差分信號線始終在一起，因此干擾信號一般都會同時作用在兩根信號線上，形成疊加在兩根信號線上大小相等相位也相同的共模信號。

到了接收端，差分放大器只對差分信號(有用信號)敏感，而對共模信號(干擾信號)形成抑制。這樣，差分傳輸的信號就具備了很強的抗干擾能力，因此特別適用于中遠距離通信或高速通信。相比之下，UART的兩根信號線TXD和RXD就不適合于遠距離通信，因為不是差分信號，所以一旦遇到外部干擾，信號就會嚴重畸變，在接收端因無法區分有用信號的和干擾信號而會形成大量的誤碼。