A principal diferença é que os garfos invertidos usam o sistema de cartuchos e os nacionais usam o sistema mola-oleo.
No mola-óleo é simples: quando a suspensão se move o óleo é obrigado a passar por orifícios fixos. Quanto mais rápido a roda movimenta verticalmente, mais óleo é obrigado a passar pelos orifícios que são de tamanho FIXO. O problema é este orifício fixo. Este garfo tem muito pouca resistência quando a velocidade vertical da roda é baixa e são excessivamente duros quando a roda se move pra cima/pra baixo rapidamente.
Uma solução muito comum pra quem pega uma nacional e passa a usar no off road é mandar preparar as suspas... o que fazem então é a revalvulação. Nada mais é que alterar os furos, ou instalar óleo de suspensão de viscosidade diferente. Isto aumenta ou diminui a velocidade vertical da roda em todas situações, mas como os furos são de tamanho fixo a moto pode ficar boa para passar pelas irregularidade do terreno, mas piora quando você der uma freada ou acelera no estradão...
Já os garfos de cartucho usam umas molas em formato de arruela que se curvam quando o óleo passa pelo piston. Isto cria resistência à velocidade muito baixa e, quando a roda se move verticalmente muito rápido, as molas se curvam mais e o oleo passa mais rápido, amortecendo as pancadas de maneira mais eficiente.
Agora qto ao fato de alguns garfos especiais serem montados INVERTIDOS eu relamente n sei o porque, pois existem garfos cartuchados montados "certos", como por exemplo os de Dr400 ou kdx.