Un simple manómetro diferencial consta de un tubo de vidrio en forma de U en el que se coloca un líquido inerte. Cuando los dos brazos en forma de U se someten a diferentes presiones, los fluidos en sus respectivos tubos alcanzan diferentes alturas. El cambio de presión de un lugar a otro puede determinarse por la diferencia de altura del fluido en los dos brazos. Los manómetros diferenciales pueden variar desde dispositivos lo suficientemente simples para ser construidos en casa hasta equipos electrónicos con chips de computadora y lecturas digitales.
Cuando las aberturas en la parte superior de un manómetro diferencial están expuestas a la misma presión, presión atmosférica, por ejemplo, el líquido en los brazos se encuentra a la misma altura. Cuando se va a medir otra presión, la presión del aire en un tanque de SCUBA, por ejemplo, la presión del aire en el tanque empujará el fluido en el brazo al que está unido hacia abajo, mientras que el fluido en el brazo opuesto se eleva.
Para calcular la diferencia de presión entre el aire atmosférico y el aire del tanque, se mide la diferencia entre la altura del fluido en cada brazo. Las mayores diferencias de presión se miden utilizando fluidos más densos, como el mercurio, mientras que las diferencias de presión más bajas se pueden realizar con fluidos menos densos, como el agua.
Cuando un meteorólogo habla de una presión barométrica de tantos milímetros (mm) de mercurio, puede significar que la diferencia de presión entre el interior y el exterior de una tormenta empujará el mercurio hacia arriba por un tubo de manómetro diferencial en esa cantidad. Por ejemplo, la presión atmosférica, 14.7 libras por pulgada cuadrada (aproximadamente 101 kPa), empujará el mercurio por un tubo 760 mm, mientras que el agua se elevaría 33 pies. El ojo de un huracán de categoría cinco a 13.3 psi (aproximadamente 93 kPa) empujará el mercurio hacia arriba 690 mm, pero el agua subiría 29.8 pies. El agua sube mucho más alto que el mercurio más pesado en el brazo del tubo en forma de U, por lo que un simple manómetro para agua sería mucho más grande que uno que usa mercurio. La diferencia de presión se puede medir multiplicando el peso de la columna de fluido por su cambio de altura.
Un manómetro diferencial portátil debe usar mercurio y otros fluidos indicadores de alta densidad y bajo punto de congelación. Los manómetros diferenciales digitales portátiles tienen dos válvulas externas, cada una de las cuales se puede conectar a una fuente de presión. Los manómetros digitales alimentados por batería se activan mediante botones para producir lecturas en varios formatos diferentes. Hay cables disponibles para conectar unidades portátiles a computadoras para configurar resultados y diseñar informes.