Ein Differentialzylinder besitzt nur auf einer Seite der Kolbenfläche eine Kolbenstange. Dadurch besitzt er 2 verschiedengroße Wirkflächen. Einmal die Fläche auf der Kolbenseite, die komplett wirkt und zum anderen die stangenseitige Fläche. Hier wirkt nur die Ringfläche. Das Verhältnis von Kolbenfläche zu Ringfläche wird Phi genannt. Dadurch fährt der Differentialzylinder im Normalfall mit 2 verschiedenen Geschwindigkeiten aus und ein. Wird der Zylinder im geschlossenen Regelkreis betrieben, fährt er entsprechend die vom Sollwert vorgegebene Geschwindigkeit.