La première différence : sous ne peut être que préposition, c'est-à-dire qu'il est toujours suivi d'un nom : sous la table, sous le ciel de Paris, sous une fausse identité, etc... au-dessous peut être une préposition (avec "de") ou une sorte de pronom (qui permet d'éviter de répéter un nom) La cuisine se trouve au-dessous de la chambre. Voila votre chambre. La cuisine est au-dessous. Deuxièmement (mais c'est un opinion plus subjective) je pense que au-dessous insiste sur une certaine hiérarchie entre les éléments dont on parle : par exemple, on peut dire "il est juste au-dessous du directeur". sous est une préposition : la balle est sous la table au-dessous est une locution adverbiale (signifie en bas) : il n'y a personne au-dessous