高压差分探头的放大原理是指一对信号同时输入到放大电路中，然后相减，得到原始信号。差分放大器是由两个参数特性相同的晶体管用直接耦合方式构成的放大器。若两个输入端上分别输入大小相同且相位相同的信号时，输出为零，从而克服零点漂移。
高压差分探头的种类很多，其中高压差分探头在开关电源应用中十分广泛，然而很多工程师对差分探头的理解不是很深刻，市场上差分探头生产厂家也不少，性能指标各不相同，甚至相差甚远，造成测出的波形也不尽相同，工程师无法看到正确波形。将主要讲述什么是差分信号，差分信号的测量，高压差分探头的主要指标，优缺点和相关使用技巧，以及高压差分探头在开关电源的典型应用。
高压差分探头可以在工作时同时充电。工作时充电，信号输出上会增加噪声，在对信号测量精度要求高的情况下建议在不充电的情况下使用探头,探头的信号指标均指在非充电时。
高压差分探头主要是针对浮地系统的测量。电源系统测试中经常要求测量三相供电中的火线与火线，或者火线与零线的相对电压差，很多用户直接使用单端探头测量两点电压，导致探头烧毁的现象时有发生。这是因为：大多数示波器的“信号公共线”终端与保护性接地系统相连接，通常称之为“接地”。这样做的结果是：所有施加到示波器上，以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点。该公用连接点通常是示波器机壳通过使用交流电源设备电源线中的第三根导线地线，将探头地线连到一个测试点上。如果这时使用单端探头测量，那么单端探头的地线与供电线直接相连，后果必然是短路。这种情况下，我们需要差分探头进行浮地测量。
高压差分探头可以测量连接到正极和负极引线的两点之间的交流或直流电压，这两点都不接地。这使得探针能够进行测量，其中单端探针不能，例如在远高于地电势的电压，并且所得到的测量专注于探针之间的电势差。
