Il sistema è ingegnoso quanto semplice ed il funzionamento è il seguente: si hanno due cavi di segnale come detto, nel primo V+ scorre il segnale come è stato generato dalla fonte mentre nel secondo V- viene applicato lo stesso segnale ma invertito di fase, ovvero sfasato di 180° rispetto a quello originario. I disturbi captati dai due cavi lungo il tragitto saranno pressoché identici nei due conduttori, il metodo di riduzione dei disturbi consiste nel fatto che una volta che i segnali saranno arrivati a destinazione, ovvero all’ingresso del sistema di amplificazione, il polo V- verrà invertito e con esso i disturbi captati, quindi sommato al polo V+. Ricordiamo che il segnale su V- era già a sua volta stato invertito alla partenza, invertendolo di nuovo tornerà “in fase” con il segnale su V+, la somma dei due darà quindi 2V (ovvero il doppio del segnale V+). Di seguito alcune immagini che visualizzano una tipica forma d’onda sinusoidale con applicati dei disturbi indotti.

Si nota facilmente che su V- risultano invertiti di fase anche i disturbi rispetto a V+ e la loro somma sarà quindi zero. Questa somma di tensioni può essere eseguita in modo attivo da un amplificatore differenziale in ingresso oppure in modo passivo da un trasformatore audio con presa centrale.

Nota: per semplificazione grafica si è reso il livello del segnale rappresentato identico ai precedenti V+ e V-, in realtà l’ampiezza finale risulterà il doppio del segnale V+.

Sembra addirittura troppo semplice per essere vero, va detto invece che questo sistema è talmente efficiente da essere stato adottato anche in campo informatico nelle interconnessioni di rete ad alta velocità ed in molte altre applicazioni.
I vantaggi sono ovvi: immunità ai disturbi detti “di modo comune” ovvero presenti in eguale quantità su entrambi i conduttori, possibilità di trasmettere in una linea un segnale di 6 dB più alto, ossia il doppio in tensione. I contro sono un maggior costo dovuto alla necessità di un maggior numero di componenti nella gestione e nella trasmissione; va detto che ciò non disturba più di tanto in ambito professionale ed è proprio a questo settore che la tecnologia delle linee bilanciate si rivolge ovvero a sistemi che gestiscono segnali massimi preamplificati di 1.228 Vrms (espressi anche come +4dBu).