高壓差分探頭的放大原理是指一對信號同時輸入到放大電路中，然后相減，得到原始信號。差分放大器是由兩個參數特性相同的晶體管用直接耦合方式構成的放大器。若兩個輸入端上分別輸入大小相同且相位相同的信號時，輸出為零，從而克服零點漂移。
高壓差分探頭的種類很多，其中高壓差分探頭在開關電源應用中十分廣泛，然而很多工程師對差分探頭的理解不是很深刻，市場上差分探頭生產廠家也不少，性能指標各不相同，甚至相差甚遠，造成測出的波形也不盡相同，工程師無法看到正確波形。將主要講述什么是差分信號，差分信號的測量，高壓差分探頭的主要指標，優缺點和相關使用技巧，以及高壓差分探頭在開關電源的典型應用。
高壓差分探頭可以在工作時同時充電。工作時充電，信號輸出上會增加噪聲，在對信號測量精度要求高的情況下建議在不充電的情況下使用探頭,探頭的信號指標均指在非充電時。
高壓差分探頭主要是針對浮地系統的測量。電源系統測試中經常要求測量三相供電中的火線與火線，或者火線與零線的相對電壓差，很多用戶直接使用單端探頭測量兩點電壓，導致探頭燒毀的現象時有發生。這是因為：大多數示波器的“信號公共線”終端與保護性接地系統相連接，通常稱之為“接地”。這樣做的結果是：所有施加到示波器上，以及由示波器提供的信號都具有一個公共的連接點。該公用連接點通常是示波器機殼通過使用交流電源設備電源線中的第三根導線地線，將探頭地線連到一個測試點上。如果這時使用單端探頭測量，那么單端探頭的地線與供電線直接相連，后果必然是短路。這種情況下，我們需要差分探頭進行浮地測量。
高壓差分探頭可以測量連接到正極和負極引線的兩點之間的交流或直流電壓，這兩點都不接地。這使得探針能夠進行測量，其中單端探針不能，例如在遠高于地電勢的電壓，并且所得到的測量專注于探針之間的電勢差。
