Un amplificador operacional es un circuito integrado, y algo así como un bloque de construcción. Las entradas (V + y V-) de un amplificador operacional tienen una impedancia muy alta, y debido a eso entra muy poca corriente en estas entradas. La fórmula general para el rendimiento de un amplificador operacional es Vout = A * (V + - V-), y A es un número muy grande. Cuando está conectado en modos de retroalimentación, el amplificador operacional puede tener muchas configuraciones diferentes (a pesar de que la ganancia de "circuito abierto" es un número muy grande.
Un amplificador diferencial, por definición, también funciona con la relación Vout = A * (V + - V-), pero A puede ser un número mucho menor que en un amplificador operacional que funciona en bucle abierto, y las corrientes en las entradas no son necesariamente cero. La impedancia de entrada puede ser relativamente baja, y la impedancia de entrada para cada entrada no necesita ser la misma. Un amplificador diferencial puede construirse a partir de uno o más amplificadores operacionales y algunas resistencias, o puede estar hecho de partes más básicas, como los transistores.
Un amplificador de instrumentación es un tipo especial de amplificador diferencial. En general, es un amplificador diferencial, pero las impedancias de entrada en las dos entradas son muy altas (es decir, corrientes de entrada muy pequeñas), y lo mismo para cada entrada. Por lo general, hay una manera de cambiar la ganancia con una resistencia. Muy a menudo, el amplificador de instrumentación tiene una configuración de tres amplificadores operacionales (o el equivalente), con dos amplificadores operacionales que sirven como etapa de entrada, y la etapa de salida es un simple amplificador de diferencia de un amplificador operacional con un punto de referencia que se puede usar para mover la línea de base alrededor. Debido a que las resistencias en el amplificador de diferencia generalmente se recortan con láser dentro del circuito integrado, el rechazo en modo común es muy alto. También hay dos configuraciones de amplificador de instrumentación de amplificador operacional,