Un amplificatore differenziale è un tipo di amplificatore elettronico che amplifica la differenza dei due segnali di ingresso, ossia, il guadagno differenziale; l'amplificatore differenziale rappresenta lo stadio iniziale di un amplificatore operazionale (OP-AMP). Dati due ingressi e , un amplificatore differenziale fornisce un'uscita :

in cui è il guadagno di modo differenziale e il guadagno di modo comune.