它们之间主要的区别是变量的作用范围不同。全局变量在全局范围内都有效，而局部变量只在声明变量的作用域内有效。全局变量是属于实例的，在初始化对象的时候初始化，生命周期与该实例相同，之所以叫全局变量是因为该实例中的所有方法或属性都可以引用；局部变量是在实例方法内或Static块中，声明周期从调用该方法到该方法退出，并且只有该方法能够引用之。全局变量都有可能，一般来说存储在堆栈段。

操作系统和编译器通过内存分配的位置来知道全局变量分配在全局数据段，并且在程序被运行的时候就被加载。

编译器通过语法词法的分析，判断出是全局变量还是局部变量。如果是全局变量的话，编译器在将源代码翻译成二进制代码时就为了全局变量分配好一个虚拟地址（Windows 下0x00400000以上的地址，也就是所说的全局区），所以，程序在对全局变量的操作时是对一个硬编码的地址操作。

局部变量，编译时不分配空间，而是以相当于ebp或esp的偏移来表示局部变量的地址，所以，局部变量内存是在局部变量所在的函数被调用时才真正分配。以汇编的角度来看：函数执行时，局部变量在栈中分配，函数调用完毕释放局部变量对应的内存，另外，局部变量可以直接分配在寄存器中。

操作系统通过变量的分配地址就可以判断出是局部变量和全局变量。