當(dāng)一個(gè)正在旋轉(zhuǎn)的物體，它的旋轉(zhuǎn)軸正在指著的方向沒有受到外力的影響的時(shí)候，它是不會(huì)有任何改變的，陀螺儀就是利用這一原理制造出來的。陀螺儀在工作時(shí)要給它一個(gè)力，使它快速旋轉(zhuǎn)起來，一般能達(dá)到每分鐘幾十萬轉(zhuǎn)，可以工作很長(zhǎng)時(shí)間，接著使用不同的方法來記錄下旋轉(zhuǎn)軸指示的方向，同時(shí)自動(dòng)地把數(shù)據(jù)信號(hào)送到控制系統(tǒng)中。
簡(jiǎn)單來說，陀螺儀就是圍繞著某個(gè)固定的支點(diǎn)而快速轉(zhuǎn)動(dòng)起來的剛體，平時(shí)所說的陀螺其實(shí)專指呈對(duì)稱性的陀螺，它的質(zhì)量是均勻分布的，形狀是以軸為對(duì)稱的，自轉(zhuǎn)軸就是它的對(duì)稱軸。在一定力矩的作用下，陀螺會(huì)一直在自轉(zhuǎn)，而且還會(huì)圍繞著一個(gè)不變的軸一直在旋轉(zhuǎn)，稱作陀螺的旋進(jìn)或者是回轉(zhuǎn)效應(yīng)。這是在平時(shí)的生活中普遍存在的現(xiàn)象，例如很多孩子小時(shí)候玩的陀螺。
傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要是指機(jī)械式的陀螺儀，機(jī)械式的陀螺儀對(duì)工藝結(jié)構(gòu)的要求很高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它的精度受到了很多方面的制約。自從上個(gè)世紀(jì)七十年代以來，現(xiàn)代陀螺儀的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。現(xiàn)代陀螺儀在結(jié)構(gòu)上已不具備“陀螺”，只是在功能上與傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺儀同樣罷了。光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優(yōu)點(diǎn)，在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺儀，成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件。和光纖陀螺儀同時(shí)發(fā)展的除了環(huán)式激光陀螺儀外，還有現(xiàn)代集成式的振動(dòng)陀螺儀，集成式的振動(dòng)陀螺儀具有更高的集成度，體積更小，也是現(xiàn)代陀螺儀的一個(gè)重要的發(fā)展方向。
陀螺儀按照它的用途來分，陀螺儀可被分為指示陀螺儀和傳感陀螺儀。前者一般應(yīng)用在飛行狀態(tài)的指示中，當(dāng)作領(lǐng)航和駕駛儀表來用；后者一般應(yīng)用在飛行的物體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的自動(dòng)控制的系統(tǒng)之中。
利用陀螺儀的動(dòng)力學(xué)特性制成的各種儀表或裝置，主要可以分為陀螺方向儀、陀螺羅盤、陀螺垂直儀、陀螺穩(wěn)定器、速率陀螺儀和陀螺穩(wěn)定平臺(tái)，下面選擇幾種簡(jiǎn)要介紹下：
陀螺方向儀是能給出飛行物體轉(zhuǎn)彎角度和航向指示的陀螺裝置。它是三自由度均衡陀螺儀，其底座固連在飛機(jī)上，轉(zhuǎn)子軸提供慣性空間的給定方向。若開始時(shí)轉(zhuǎn)子軸水平放置并指向儀表的零方位，則當(dāng)飛機(jī)繞鉛直軸轉(zhuǎn)彎時(shí)，儀表就相對(duì)轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而能給出轉(zhuǎn)彎的角度和航向的指示。由于摩擦及其他干擾，轉(zhuǎn)子軸會(huì)逐漸偏離原始方向，因此每隔一段時(shí)間（如15分鐘）須對(duì)照精密羅盤作一次人工調(diào)整。
陀螺羅盤是供航行和飛行物體作方向基準(zhǔn)用的尋找并跟蹤地理子午面的三自由度陀螺儀。其外環(huán)軸鉛直，轉(zhuǎn)子軸水平置于子午面內(nèi)，正端指北；其重心沿鉛垂軸向下或向上偏離支承中心。轉(zhuǎn)子軸偏離子午面時(shí)同時(shí)偏離水平面而產(chǎn)生重力矩使陀螺旋進(jìn)到子午面，這種利用重力矩的陀螺羅盤稱擺式羅盤。近年來發(fā)展為利用自動(dòng)控制系統(tǒng)代替重力擺的電控陀螺羅盤，并創(chuàng)造出能同時(shí)指示水平面和子午面的平臺(tái)羅盤。
陀螺垂直儀是利用擺式敏感元件對(duì)三自由度陀螺儀施加修正力矩以指示地垂線的儀表，又稱陀螺水平儀。陀螺儀的殼體利用隨動(dòng)系統(tǒng)跟蹤轉(zhuǎn)子軸位置，當(dāng)轉(zhuǎn)子軸偏離地垂線時(shí)，固定在殼體上的擺式敏感元件輸出信號(hào)使力矩器產(chǎn)生修正力矩，轉(zhuǎn)子軸在力矩作用下旋進(jìn)回到地垂線位置。陀螺垂直儀是除陀螺擺以外應(yīng)用于航空和航海導(dǎo)航系統(tǒng)的又一種地垂線指示或量測(cè)儀表。
陀螺儀應(yīng)用領(lǐng)域很廣，傳統(tǒng)的陀螺儀比較昂貴，基本用于軍事、航空航天、技術(shù)和科學(xué)的研究和應(yīng)用等方面，例如：陀螺的章動(dòng)、炮彈的翻轉(zhuǎn)、定向指示儀以及回轉(zhuǎn)羅盤等等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，可以做出小型化、低成本的陀螺儀產(chǎn)品，現(xiàn)在很多智能手機(jī)里面就裝了微型陀螺儀，這就是一個(gè)很好的應(yīng)用實(shí)例。
