Slika 6.6 - Skica gradijentnog mikrofona
       Sada se može pisati da na prednju stranu membrane deluje pritisak:
p_1=p ̂ cos⁡ωt"," 
a na zadnju stranu pritisak:
p_2=p ̂ cos⁡(ωt-k∆x)"." 
       Sila koja deluje na membranu jednaka je:
F=S(p_1-p_2 )=Sp ̂[cos⁡〖ωt-cos⁡(ωt-k∆x) 〗 ]==2p ̂S sin⁡〖k∆x/2〗  cos⁡[ωt+π/2 (1-2Δx/λ) ]
(6.9)
       Pokazuje se da je ova sila proporcionalna gradijentu pritiska i brzini čestica a ne pritisku kao kod presionih mikrofona. Zbog toga se ovi mikrofoni i nazivaju gradijentni ili brzinski.
       Kada zvučni talasi dolaze pod uglom θ u odnosu na osu mikrofona, kako je prikazano na slici 6.7, onda je razlika u dužini puta ∆x cos⁡θ  umesto ∆x, što smo imali u dosadašnjim izrazima gde smo smatrali da se pravac dolaska zvučnih talasa poklapa sa osom mikrofona. Iz ove činjenice zaključujemo da će elektromotorna sila na izlazu gradijentnog mikrofona biti, cos⁡θ puta manja kada zvučni talasi dolaze pod uglom θ nego kada se njihov pravac dolaska poklapa sa osom mikrofona.



Slika 6.7 - Smanjenje razlike dužine puta zvučnih talasa (x) u zavisnosti od ugla . Prednja i zadnja strana mikrofona su na pozicijama 1 i 2, respektivno.
       
       Očigledno, možemo pisati izraz:
      Γ(θ)=T_θ/T_0 =cos⁡θ" ," 
(6.10)
koji predstavlja karakteristiku usmerenosti gradijentnog mikrofona. Ovu karakteristiku čine dva kruga koja se dodiruju u jednoj tački, slika 6.8a, pa se često naziva dvokružna karakteristika ili "osmica" pošto liči na oborenu cifru osam. Mikrofoni sa ovakvom karakteristikom usmerenosti  nazivaju se dvosmerni mikrofoni.