Metoda różnicowa umożliwia wyznaczenie różnic współrzędnych dwóch punktów, w których są ustawiane odbiorniki. Za pomocą tych odbiorników wykonuje się obserwacje do tych samych satelitów. Satelity odgrywają rolę stałych punktów (obserwacje są sprowadzane do jednego momentu), do których wyznacza się różnice odległości na podstawie różnic faz sygnałów pochodzących od tego samego satelity i odebranych w obu odbiornikach. Z zaobserwowanych różnic odległości od co najmniej 3 satelitów określa się różnice współrzędnych między jedną stacją odbiorczą a drugą i na tej podstawie, znając dokładne współrzędne jednej stacji, określa się współrzędne drugiej. Metoda różnicowa jest dokładniejsza od metody bezwzględnej, gdyż wiele błędów, np. związanych z refrakcją i określeniem parametrów orbit, się eliminuje. Dokładność określenia współrzędnych tą metodą wynosi około 1 cm.