Обычно значения идентичны. Оба слова во множественном числе одинаковы: "дети". В некоторых случаях есть разница: например, "дети улиц", "дитя человеческое" (и другие примеры, которые здесь писали). Тут "ребенок" подходит меньше. Если слово используется в значении "плод". Еще два маленьких комментария: 1. "он совсем еще дитя" и "он совсем еще ребенок" одинаково применимы. Но первое будет звучать более иронично. Второе серьезнее. 2. В современной разговорной речи можно встретить "дитё".

Эти слова являются синонимами, но их применение имеет некоторые различия. Слово "дитя" это устаревшая форма слова "ребёнок" и в современной речи, как правило, употребляется только в переносном значении. "Дитя" можно сказать в отношении молодого, неопытного, наивного человека. Например: "Не рано ли ему жениться? Он ведь совсем ещё дитя". Также это слово употребляется в отношении человека, чей характер, особенности поведения, привычки возникли в результате воздействия на него определённой среды или окружения, с которыми у него возникает особая связь. Например, про человека, которым не занимались родители и который вместо походов в школу предпочитал слоняться по городу, можно сказать: "Он - дитя улиц". Того, кто вырос в восьмидесятых годах и впитал в себя культуру того времени, можно назвать "дитя восьмидесятых". Также это слово может употребляться в качестве ласкового обращения. В этом значении оно используется редко, но встречается в художественной литературе. Например: "Дитя моё, подойди ближе, я хочу получше тебя рассмотреть". Слово "ребёнок" обычно используется в своём прямом значении, то есть в отношении человека, находящегося в периоде детства. Например: "У неё есть ребёнок".

Стилистическая) Есть ещё "чадо". Ребёнок (в единственном числе) - наиболее нейтральное слово в стандартном/литературном русском (по крайней мере в Москве). Во множественном числе, напротив, "дети" - нейстральный вариант, а "ребята" имеет несколько другое значение. Дитя - тоже распространноё, но более редкое и менее нейтральное слово. Поэтому иногда его используют, чтобы выразить дополнительный оттенок. Иногда шутливый. Иногда, наоборот, книжно-возвышенный. (оно звуит книжно, возвышенно и одновременно чуть-чуть просторечно:)). Будничное: "я увидел на улице дитя" - почти невероятно, разве что в шутку. Фраза "твоё дитя" (сын/дочь) - вполне возможна. Оно употребляется в переносных смыслах: "дитя своего времени" и "сын/дочь своего времени" - стандартные книжные штампы (клише). ("ребёнок своего времени" - нестандатрное выражение). Ещё есть (книжное) обращение "дитя моё!". ОЧЕНЬ торжественное:) --- НО: В просторечии и диалектах слово дитя в разных формах (дитё, дитятя, дитятко) очень употребительно! Мне кажется, в основном в значении "маленький ребенок", но я не уверен. Я говорю только на стандартном (и очень книжном) русском:( Считается, кстати, что оно родственно слову "доить".

Дитя - устаревшее слово, поэтому оно используется иронически или в старой и возвышенной речи. Например, фильм Куарона "Children of Men" на русском называется "Дитя человеческое" - это возвышенное использование. Архаичные слова могут использоваться и комически, как показал Данила.

Значения у слов одинаковое. Разницы практически нет. Дитя употребляется реже и в менее формальной форме. Можно даже сказать в шутливой форме. Наприме можно сказать маленькому ребенку - "Ну и где мое дитя?".