陀螺儀是用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交於自轉軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置。利用其他原理製成的角運動檢測裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。
陀螺儀偵測的是角速度。其工作原理基於科里奧利力的原理：當一個物體在座標系中直線移動時，假設座標系做一個旋轉，那麼在旋轉的過程中，物體會感受到一個垂直的力和垂直方向的加速度。
颱風的形成就是基於這個原理，地球轉動帶動大氣轉動，如果大氣轉動時受到一個切向力，便容易形成颱風，而北半球和南半球枱風轉動的方向是不一樣的。用一個形象的比喻解釋了科里奧利力的原理。
具體來説，陀螺儀，是一個圓形的中軸的結合體。而事實上，靜止與運動的陀螺儀本身並無區別，如果靜止的陀螺儀本身絕對平衡的話，拋除外在因素陀螺儀是可以不依靠旋轉便能立定的。而如果陀螺儀本身尺寸不平衡的話，在靜止下就會造成陀螺儀模型傾斜跌倒，因此不均衡的陀螺儀必然依靠旋轉來維持平衡。
陀螺儀本身與引力有關，因為引力的影響，不均衡的陀螺儀，重的一端將向下運行，而輕的一端向上。在引力場中，重物下降的速度是需要時間的，物體墜落的速度遠遠慢於陀螺儀本身旋轉的速度時，將導致陀螺儀偏重點，在旋轉中不斷的改變陀螺儀自身的平衡，並形成一個向上旋轉的速度方向。當然，如果陀螺儀偏重點太大，陀螺儀自身的左右互作用力也將失效。
而在旋轉中，陀螺儀如果遇到外力導致，陀螺儀轉輪某點受力。陀螺儀會立刻傾斜，而陀螺儀受力點的勢能如果低於陀螺儀旋轉時速，這時受力點，會因為陀螺儀傾斜，在旋轉的推動下，陀螺儀受力點將從斜下角，滑向斜上角。而在向斜上角運行時，陀螺儀受力點的勢能還在向下運行。這就導致陀螺儀到達斜上角時，受力點的剩餘勢能將會將在位於斜上角時，勢能向下推動。
而與受力點相反的直徑另一端，同樣具備了相應的勢能，這個勢能與受力點運動方向相反，受力點向下，而它向上，且管這個點叫"聯動受力點"。當聯動受力點旋轉180度，從斜上角到達斜下角，這時聯動受力點，將陀螺儀向上拉動。在受力點與聯動受力互作用力下，陀螺儀迴歸平衡。
高速旋轉的物體的旋轉軸，對於改變其方向的外力作用有趨向於垂直方向的傾向。而且，旋轉物體在橫向傾斜時，重力會向增加傾斜的方向作用，而軸則向垂直方向運動，就產生了搖頭的運動（歲差運動）。當陀螺儀的陀螺旋轉軸以水平軸旋轉時，由於地球的旋轉而受到鉛直方向旋轉力，陀螺的旋轉體向水平面內的子午線方向產生歲差運動。當軸平行於子午線而靜止時可加以應用。
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