Potenciālā atšķirība ir enerģija uz lādiņa vienību elektriskā ķēdē. Potenciālu starpība ir jāmēra starp diviem punktiem, jo parasti ir nepraktiski izmērīt viena punkta elektrisko potenciālu. Punkta potenciālu starpību elektriskā ķēdē parasti nosaka attiecībā pret atskaites potenciālu, piemēram, kopējo zemējumu.
Potenciālo starpību parasti sauc par spriegumu, jo volti ir šī daudzuma standarta mērvienība. Vēsturiski to sauc arī par spiedienu un spriedzi. “Spiediens” ir novecojis termins potenciālu starpībai, taču to joprojām izmanto, lai apzīmētu potenciālu starpību vakuuma cauruļu elektronikas kontekstā.
Spriegumu var arī uzskatīt par enerģiju, kas nepieciešama, lai pārvietotu lādiņu starp punktiem, dalītu ar šī lādiņa lielumu. Šajā kopējā enerģijas daudzumā jāiekļauj gan statiskā, gan dinamiskā enerģija, kas nepieciešama lādiņa pārvietošanai. Potenciālās starpības aprēķins kļūst precīzāks, jo izmērītā lādiņa lielums kļūst mazāks.
Potenciālu starpības daudzumam ir jāietver zīme atkarībā no elektronu plūsmas virziena. Potenciālu starpības definīcija pieņem, ka pozitīvi lādētas daļiņas virzās uz zemāku spriegumu un negatīvi lādētas daļiņas virzās uz augstāku spriegumu. Tas nozīmē, ka elektroni ķēdē plūst no augstāka sprieguma punkta uz zemāka sprieguma punktu.
Potenciālās starpības aprakstā ūdens bieži tiek izmantots kā analoģija elektrībai. Šī analoģija pieņem, ka mehāniskais sūknis vada ūdeni caur slēgtu cauruļu ķēdi. Potenciālā atšķirība šajā analoģijā ir ūdens spiediena starpība starp diviem ķēdes punktiem. Tāpēc ūdens plūdīs starp diviem punktiem, ja būs atšķirības to spiedienā, ļaujot ūdenim veikt darbu. Tāpat elektriskā ķēde var veikt darbu tikai tad, ja starp diviem ķēdes punktiem pastāv potenciālu starpība.
Dažādi instrumenti mēra potenciālu starpību atkarībā no to darbības metodes. Voltmetram ir divi vadi, no kuriem katrs savienojas ar ķēdes punktu. Šī ierīce mēra sprieguma kritumu fiksētā rezistorā, kas ir proporcionāls voltu daudzumam ķēdē.
Potenciometrs salīdzina nezināmu spriegumu ar zināmu spriegumu ķēdē. Osciloskops pastiprina ķēdē esošo spriegumu, kas novirza elektronu staru kūli. Izlieces lielums ir proporcionāls spriegumam ķēdē. Multimetrs mēra vairākus elektriskos lielumus, ieskaitot spriegumu.