Отрица́тельное дифференциа́льное сопротивле́ние, физическая величина $R$, характеризующая свойство некоторых нелинейных элементов или узлов электрической цепи, которое состоит в том, что на этих элементах происходит уменьшение напряжения $V$ при увеличении протекающего тока $I$ (или наоборот, уменьшение $I$ с ростом $V$). Отрицательное дифференциальное сопротивление характеризуется отрицательным отношением дифференциалов (приращений) напряжения и тока: $$R=\frac{dV}{dI}\lt 0.$$Элемент электрической цепи с отрицательным дифференциальным сопротивлением не потребляет энергию, а отдаёт её в цепь, т. е. является активным элементом. Это происходит за счёт входящего в состав цепи какого-либо источника, пополняющего запас энергии. Отрицательное дифференциальное сопротивление может осуществляться лишь в некоторой области значений токов и напряжений, за пределами которой $dV/dI \gt 0.$ Наличие отрицательного дифференциального сопротивления в замкнутой цепи позволяет трансформировать энергию источника питания в энергию незатухающих колебаний.

Вольт-амперная характеристика (зависимость $V$ от $I$) нелинейного элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением может быть $N$-типа (выбранному значению $I$ в области значений от $I_1$ до $I_2$ соответствует несколько значений $V;$ рис., а) и $S$-типа (в области значений от $V_1$ до $V_2$ каждому значению $V$ соответствует несколько значений $I;$ рис., б). Вольт-амперные характеристики нелинейного элемента цепи с отрицательным дифференциальным сопротивлением.Вольт-амперные характеристики нелинейного элемента цепи с отрицательным дифференциальным сопротивлением.Отрицательное дифференциальное сопротивление указывает на наличие падающего участка $AB$ на вольт-амперной характеристике элемента. Туннельный диод и диод Ганна имеют вольт-амперные характеристики $N$-типа. Если абсолютная величина отрицательного дифференциального сопротивления нелинейного элемента превышает сумму положительных сопротивлений остальных элементов цепи, то возникает неустойчивость тока и происходит генерация электрических колебаний, амплитуда которых ограничивается нелинейными эффектами.