本实用新型提供了一种差分探头及非接触式电压测量装置，差分探头由两个探测电极组成，两个探测电极分别为电路板中相邻的两层金属基板，两层金属基板之间通过绝缘层进行分隔；两层金属基板之间形成固定电容Ca。该差分探头将差分探头的两个电极整合至电路板中，减小了差分探头的体积和降低了差分探头的制作成本；该非接触式电压测量装置通过电容耦合的非接触方式获取待测线路的交流电压信号，具有良好的适应性；作业目标为单根导线，装置体积较少；通过两个继电开关使电路产生三种拓扑结构，零件数量较少，制造成本较低，有利于大规模生产应用；通过无线传输电路上传线路电压至云服务器，可以大规模收集线路电压数据，更实用。