差动保护是根据“电路中流入节点电流总和等于零”的原理制成的。在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧，则将同级性端子相连，并在两接线之间并联接入电流继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流之差。
变压器差动保护为变压器的主保护，主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
差动保护的优点是能迅速有选择的切除保护范围内的故障，接线正确，调试得当，不会发生误动。
缺点是不能反应内部变压器内部如铁芯过热烧伤、油面降低等故障，如变压器绕组发生少数线匝的匝间短路，虽然短路匝内短路电流很大，会造成局部绕组严重过热并产生强烈的油流向油枕方向冲击，但是表现在相电流上并不大，差动保护将没有反应。因此差动保护不能代替气体保护。