陀螺仪，又称角速度传感器，是一种角运动检测装置，由高速旋转体的动量矩敏感壳体的相对惯性空间绕过一个或两个轴。同时，由其他原理制成的角运动检测装置也被称为陀螺仪。
陀螺仪名字的来源历史悠久。据研究，1850年法国物理学家莱昂·傅科（J.Foucault）为了研究地球自转，首先发现高速转动中地的转子（rotor），因为它有惯性，它的旋转轴总是指向固定的方向，所以傅科用希腊字 gyro（旋转）和skopein(看)两个字合为gyro scopei 一字命名仪器仪表。
陀螺仪最早的简单制作方法如下：将高速旋转陀螺仪放在通用支架上，通过陀螺仪的方向计算角速度，如下图所示。
其中，中间的金色转子是陀螺仪，因为惯性不会受到影响，周围的三个钢圈会改变设备的姿势，通过检测设备的当前状态，三个钢圈轴，即三轴陀螺仪中的三轴，即X轴，y轴、Z由三个轴围成的立体空间联合检测各种动作，然后用多种方法读取轴指示的方向，并自动将数据信号传输到控制系统。因此，陀螺仪最重要的作用是测量角速。
目前，从力学的角度分析陀螺运动，可以看作是刚体，刚体有一个通用支点，陀螺可以绕三个自由度旋转，所以陀螺运动属于刚体绕指定旋转运动，更准确地说，绕对称轴高速旋转飞轮转子称为陀螺。将陀螺安装在框架装置上，使陀螺的自转轴具有角旋转的自由度，该装置一般称为陀螺仪。
陀螺仪的基本部件包括：陀螺转子（通常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法，使陀螺转子绕自转轴高速旋转，速度近似为常值）；内外框架（或内外环，是使陀螺旋转轴获得所需角旋转自由度的结构）；附件（指扭矩电机、信号传感器等）。
陀螺仪检测角速度。其工作原理是基于科里奥利力的原理：当物体在坐标系中直线移动时，假设坐标系旋转，物体在旋转过程中会感受到垂直力和垂直方向的加速度。
台风的形成是基于这一原理。地球旋转驱动大气旋转。如果大气旋转受到切向力的影响，很容易形成台风，而北半球和南半球的台风旋转方向不同。科里奥利力的原理是用图像隐喻解释的。
具体来说，陀螺仪是圆形中轴的组合。事实上，静态陀螺仪本身与运动陀螺仪本身没有区别。如果静态陀螺仪本身绝对平衡，除外部因素外，陀螺仪可以在不旋转的情况下确定。如果陀螺仪本身的尺寸不平衡，陀螺仪模型将在静态陀螺仪模型下倾斜和下降，因此不平衡陀螺仪必须依靠旋转来保持平衡。
陀螺仪本身与重力有关。由于重力的影响，重端向下运行，轻端向上运行。在重力场中，重物的下降速度需要时间。当物体的坠落速度远慢于陀螺仪本身的旋转速度时，陀螺仪将集中在旋转过程中，不断改变陀螺仪本身的平衡，形成向上旋转的速度方向。当然，如果陀螺仪的重点太大，陀螺仪本身的左右互动力也会失效。
在旋转过程中，如果陀螺仪遇到外力，陀螺仪转轮会受到一定的力。陀螺仪会立即倾斜，如果陀螺仪受力点的势能低于陀螺仪的旋转速度，则由于陀螺仪倾斜，陀螺仪受力点将从斜下角滑到斜上角。而在向斜上角运行时，陀螺仪受力点的势能还在向下运行。当陀螺仪到达斜上角时，受力点的剩余势能将在位于斜上角时向下推。
直径与受力点相反的另一端也具有相应的势能。这种势能与受力点的运动方向相反，受力点向下，它向上，称为"联动受力点"。当联动受力点旋转180度，从斜上角到斜下角时，联动受力点向上拉陀螺仪。陀螺仪在受力点和联动受力之间的相互作用下恢复平衡。
旋转轴转物体的旋转轴倾向于垂直于改变其方向的外力。此外，当旋转物体水平倾斜时，重力会增加倾斜的方向，而轴向垂直运动，产生摇头运动（年差运动）。当陀螺仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转，陀螺旋转体向水平面的子午线方向产生年差运动。当轴平行于子午线并静止时，可应用。
这陀螺仪和重力传感器有什么区别呢？区别很多，但最大的区别就是重力传感对于空间上的位移感受维较少，能做到6个方向的感应就已经很不错了，而陀螺仪则是全方位的。这很重要，毫不夸张的说，这两者不是一个级别上的产品。
也许看到这里，大家还是会觉得有些迷茫，既然陀螺仪很厉害，那么它在手机上到底有什么用呢？让我们来看看。
最大的用途是导航。陀螺仪自发明以来一直用于导航。首先，德国人将其应用于导航V1、V因此，如果火箭配合的话GPS，手机的导航能力将达到前所未有的水平。事实上，许多专业专业的手持式GPS陀螺仪也安装在手机上。如果相应的软件安装在手机上，其导航能力不亚于许多船舶和飞机上使用的导航仪。
第二大用途，可以和手机上的摄像头一起使用，比如防抖，会大大提高手机的拍照能力。
第三个主要用途种游戏的传感器，如飞行游戏、体育游戏，甚至一些第一视角射击游戏，陀螺仪完全监控游戏玩家手的位移，从而实现各种游戏操作效果。任天堂一定用过这个WII兄弟会有很深的感情。
第四大用途，可以用作输入设备，陀螺仪相当于一个立体的鼠标，这个功能和第三大用途中的游戏传感器很类似，甚至可以认为是一种类型。
第五大用途也是未来最有前途和应用范围的用途。下面重点说说。也就是说，它可以帮助手机实现许多增强现实的功能。增强现实是近期才出现的概念，就像虚拟现实一样，是计算机的应用。大意是人们可以通过手机或电脑的处理能力，对现实中的一些物体有深入的了解。如果你不明白，例如，前面有一座建筑，用手机摄像头对准，你可以立即在屏幕上得到建筑的相关参数，如建筑的高度、宽度、海拔，如果连接到数据库，甚至可以得到建筑的所有者、施工时间、当前使用、可容纳的人数等。
这种增强现实的技术并不是用来满足每个人的好奇心的，在实际生产中，它被广泛使用，比如盖房子，用手机，你知道墙是否弯曲吗？歪了多少？另一个例子是，如果你是伊拉克抵抗美国的士兵，你通常只需要拿着这样的手机，去基地，什么坦克，装甲车或直升机，用手机拍摄，你可以立即判断武器的型号、速度和方向.
陀螺仪是一种古老而充满活力的仪器。自从第一台真正实用的陀螺仪出现以来，已经有半个多世纪了。直到现在，陀螺仪仍然吸引着人们研究它，这是由它自身的特点决定的。陀螺仪的主要基本特性是其固定轴（inertia or rigidity）和进动性（precession），这两个特征都是基于角动量守恒的原则。从孩子们玩的地陀螺中，人们早就发现高速旋转的陀螺可以垂直而不倒地，这反映了陀螺的固定轴。研究陀螺仪运动特性的理论是绕定点运动刚体动力学的一个分支，它研究旋转物体的动力学特性。
定轴性（inertia or rigidity）。当陀螺旋转子高速旋转时，陀螺旋转轴在惯性空间中保持稳定，即指向固定方向，抵抗任何改变转子轴向的力。这种物理现象称为陀螺仪的固定轴或稳定性。其稳定性随以下物理量而变化：转子的旋转惯性越大，稳定性越好；转子角速度越大，稳定性越好。
进动性（precession）。转子高速旋转时，如果外力矩作用于外环轴，陀螺仪将绕内环轴旋转；如果外力矩作用于内环轴，陀螺仪将绕外环轴旋转。其转动角速度方向与外力矩作用方向互相垂直，这种特性，叫做陀螺仪的进动性。进角速度的方向取决于动矩H的方向（与转子转角速度矢量的方向一致）和外力矩M的方向，以最短的路径追赶外力矩。
MEMS陀螺仪
根据陀螺仪的固定轴（inertia or rigidity）和进动性（precession）常见的陀螺仪有以下几种：
陀螺罗盘。寻找和跟踪地理子午面的三自由度陀螺仪，供航行和飞行物体作为方向基准。外环轴铅直，转子轴水平放置在子午面，正端指北；其重心沿铅垂轴向下或向上偏离支撑中心。转子轴偏离子午面，同时偏离水平面，产生重力矩，使陀螺旋进入子午面，称为摆式罗盘。21世纪发展为利用自动控制系统代替重力摆的电控陀螺罗盘，并创造出能同时指示水平面和子午面的平台罗盘。
速率陀螺仪。直接测量运载器角速率的二自由陀螺装置。把均衡陀螺仪的外环固定在运载器上并令内环轴垂直于要测量角速率的轴。当运载器连同外环以角速度绕测量轴旋进时，陀螺力矩将迫使内环连同转子一起相对运载器旋进。陀螺仪中有弹簧限制这个相对旋进，而内环的旋进角正比于弹簧的变形量。由平衡时的内环旋进角即可求得陀螺力矩和运载器的角速率。积分陀螺仪与速率陀螺仪的不同处只在于用线性阻尼器代替弹簧约束。当运载器作任意变速转动时，积分陀螺仪的输出量是绕测量轴的转角（即角速度的积分）。以上两种陀螺仪在远距离测量系统或自动控制、惯性导航平台中使用较多。
陀螺稳定平台。以陀螺仪为核心元件，使被稳定对象相对惯性空间的给定姿态保持稳定的装置。稳定平台通常利用由外环和内环构成制平台框架轴上的力矩器以产生力矩与干扰力矩平衡使陀螺仪停止旋进的稳定平台称为动力陀螺稳定器。陀螺稳定平台根据对象能保持稳定的转轴数目分为单轴、双轴和三轴陀螺稳定平台。陀螺稳定平台可用来稳定那些需要精确定向的仪表和设备，如测量仪器、天线等，并已广泛用于航空和航海的导航系统及火控、雷达的万向支架支承。根据不同原理方案使用各种类型陀螺仪为元件。其中利用陀螺旋进产生的陀螺力矩抵抗干扰力矩，然后输出信号控、照相系统。
陀螺仪传感器。陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和手势的定位和控制系统。在假象的平面上挥动鼠标，屏幕上的光标就会跟着移动，并可以绕着链接画圈和点击按键。当你正在演讲或离开桌子时，这些操作都能够很方便地实现。陀螺仪传感器原本是运用到直升机模型上的，已经被广泛运用于手机这类移动便携设备上（IPHONE的三轴陀螺仪技术）。
光纤陀螺仪。光纤陀螺仪是以光导纤维线圈为基础的敏感元件， 由激光二极管发射出的光线朝两个方向沿光导纤维传播。光传播路径的变化，决定了敏感元件的角位移。光纤陀螺仪与传统的机械陀螺仪相比，优点是全固态，没有旋转部件和摩擦部件，寿命长，动态范围大，瞬时启动，结构简单，尺寸小，重量轻。与激光陀螺仪相比，光纤陀螺仪没有闭锁问题，也不用在石英块精密加工出光路，成本低。
激光陀螺仪。激光陀螺仪的原理是利用光程差来测量旋转角速度（Sagnac效应）。在闭合光路中，由同一光源发出的沿顺时针方向和反时针方向传输的两束光和光干涉，利用检测相位差或干涉条纹的变化，就可以测出闭合光路旋转角速度。
MEMS陀螺仪。基于MEMS的陀螺仪价格相比光纤或者激光陀螺便宜很多，但使用精度非常低，需要使用参考传感器进行补偿，以提高使用精度。MEMS陀螺仪采用的是依赖于相互正交的震动和转动引起的交变科里奥利力，MEMS陀螺仪利用coriolis，将旋转物体的角速度转换成与角速度成正比直流电压信号，其核心部件通过掺杂技术、光刻技术、腐蚀技术、LIGA技术、封装技术等批量生产的。
陀螺仪器最早是用于航海导航，但随着科学技术的发展，它在航空和航天事业中也得到广泛的应用。
陀螺仪器不仅可以作为指示仪表，而更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件，即可作为信号传感器。根据需要，陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号，以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机等航行体按一定的航线飞行，而在导弹、卫星运载器或空间探测火箭等航行体的制导中，则直接利用这些信号完成航行体的姿态控制和轨道控制。作为稳定器，陀螺仪器能使列车在单轨上行驶，能减小船舶在风浪中的摇摆，能使安装在飞机或卫星上的照相机相对地面稳定等等。
作为精密测试仪器，陀螺仪器能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。
由此可见，陀螺仪器的应用范围是相当广泛的，它在现代化的国防建设和国民经济建设中均占重要的地位。
陀螺仪的出现，给了消费电子很大的应用发挥空间。比如就设备输入的方式来说，在键盘、鼠标、触摸屏之后，陀螺仪又给我们带来了手势输入，由于它的高精度，甚至还可以实现电子签名；还比如让智能手机变得更智慧：除了移动上网、快速处理数据外，还能“察言观色”，并提供相应的服务。
。陀螺仪自被发明开始，就用于导航，先是德国人将其应用在V1、V2火箭上，因此，如果配合GPS，手机的导航能力将达到前所未有的水准。实际上，目前很多专业手持式GPS上也装了陀螺仪，如果手机上安装了相应的软件，其导航能力绝不亚于目前很多船舶、飞机上用的导航仪。
。陀螺仪可以和手机上的摄像头配合使用，比如防抖，这会让手机的拍照摄像能力得到很大的提升。
。各类手机游戏的传感器，比如飞行游戏，体育类游戏，甚至包括一些第一视角类射击游戏，陀螺仪完整监测游戏者手的位移，从而实现各种游戏操作效果，如横屏改竖屏、赛车游戏拐弯等等。
。陀螺仪还可以用作输入设备，它相当于一个立体的鼠标，这个功能和第三大用途中的游戏传感器很类似，甚至可以认为是一种类型。
同时，除了我们熟悉的智能手机以外，，在高档汽车中，大约采用25至40只MEMS传感器，用来检测汽车不同部位的工作状态，给行车电脑提供信息，让用户更好的控制汽车。