Diferenciālā absorbcija ir parādība, kad viela ar jauktiem komponentiem absorbē un atstaro starojumu ar atšķirīgu ātrumu komponentu atšķirīgā sastāva dēļ. Klasisks piemērs tam ir rentgena attēlveidošanā, kur praktizējošais ārsts var uzņemt pacienta ķermeņa iekšpuses attēlu, apstarojot pacientu, lai eksponētu filmu. Uz plēves ir redzamas ķermeņa struktūras, jo tās dažādās pakāpēs absorbē rentgena starus; kauls, piemēram, absorbē daudz rentgenstaru, un tādējādi filma paliek neeksponēta, lai parādītu pacienta kaulus.
Medicīniskā attēlveidošana nav vienīgā joma, kurā ir noderīga diferenciālā absorbcija. Tas var būt noderīgs arī tādās darbībās kā atmosfēras gāzu koncentrācijas mērīšana, attālu notikumu izpēte kosmosā un augsnes un iežu veidojumu analīze. Visos šajos gadījumos cilvēki paļaujas uz faktu, ka materiāli absorbē un atspoguļo starojumu dažādos ātrumos, lai apkopotu datus.
Tehniķis var pielāgot attēla skaidrību un kvalitāti, izmantojot dažāda veida starojumu vai mainot intensitāti. Medicīniskajā attēlveidošanā cilvēkiem ir jāatrod līdzsvars starp laba attēla iegūšanu un pacienta apdraudēšanu. Piemēram, rentgena attēlveidošanā ir iespējams iegūt augstāku izšķirtspēju, taču tādējādi pacients tiktu pakļauts nepieņemami augstam starojuma līmenim. Zinātniskajiem pētniekiem, kuri izmanto diferenciālās absorbcijas priekšrocības, jāņem vērā arī starojuma ietekme uz eksperimentu.
Fizikā zinātnieki izmanto diferenciālo absorbciju ar tādām metodēm kā gaismas noteikšana un diapazona noteikšana (LIDAR), lai uzzinātu vairāk par atmosfēras sastāvu. Tas ietver gaismas impulsu uzņemšanu interesējošā apgabalā un atstarotās gaismas nolasīšanu, kad tā atgriežas. Dažas no atmosfērā esošajām gāzēm absorbēs gaismu, bet citas to atspoguļos, un izkliedes daudzums var pateikt pētniekiem, kuras gāzes ir klāt. Viņi var salīdzināt datus no citām vietām, lai pētītu tādas tēmas kā ozona slānis, meteoroloģija un piesārņojuma ietekme uz atmosfēru.
Augsnes zinātnēs un ģeoloģijā diferenciālā absorbcija var būt noderīgs veids, kā vākt datus par to, kas notiek zem zemes vai okeāna virsmas. Arheologi šo paņēmienu izmanto arī apbedīto vietu pētīšanai. Visbiežāk tas ietver tādas ierīces izmantošanu, kas izstaro skaņas viļņus. Ierīce šķērso virsmu, un atstarotie skaņas viļņi informē tehniķus, kas atrodas zem tā, jo tādas lietas kā klinšu veidojumi, kuģu vraki vai apraktas ēkas atstaro skaņas viļņus ar atšķirīgu ātrumu nekā augsne. Dažādiem augsnes veidiem būs arī dažādi atstarošanas modeļi.