세차운동을 이용한 개념으로, 중심축을 가지며 가장자리 쪽을 무겁게 한 금속제의 원판(팽이)의 무게중심을 고정하고, 중심축을 공간의 어느 방향으로도 자유롭게 행하고 회전할 수 있도록 한 장치를 자이로스코프라 한다. 일단 원판을 회전시키면, 장치를 조금 움직이더라도 그 중심축의 방향을 유지한 채로 자세를 바꾸지 않고 계속 회전한다. 자이로스코프는 나침반의 일종인 자이로컴퍼스, 우주선의 유도 시스템이라든가, 배나 비행기의 롤링을 막는 장치(Gyro Stabilizer, 자이로 안정화 장치) 등에 이용되고 있습니다.
자이로스코프는 물체의 회전을 측정하는 장치로서, 비행기의 관성 항법장치 등에 사용되는 중요한 센서이다. 자이로스코프에는 기계식 자이로스코프, 전자식 자이로스코프, 그리고 MEMS를 이용한 자이로스코프가 있다. 전자식 자이로중에는 링레이저 자이로와 (Ring Laser Gyro, RLG) 광섬유 자이로 (Fiber Optic Gyro, FOG)가 있다.
자이로스코프의 응용분야로는 비행기, 미사일, 우주선, 잠수함 등에 사용되는 항법장치, 카메라, 로봇, 무인 자동화 기기 등의 자세 제어, 그리고 자이로 콤파스 등으로 매우 넓다. 자이로스코프는 그 응용에 따라서 요구되는 정밀도와 안정도가 다르다. 자동차용 항법장치에 사용되는 광섬유 자이로스코프는 그다지 큰 정밀도나 안정도가 요구되지 않기 때문에 최근 들어 응용이 활발한 편이며, 상품이 이미 실용화되었다
또한 방위각을 측정할 수 있는 자이로 콤파스도 이미 상품으로 나오고 있으며, 잠수함이나 장거리 비행체 등에 사용할 높은 정밀도와 안정도를 갖는 광섬유 자이로스코프도 속속 개발되고 있다. 이렇게 정밀도가 높은 광섬유 자이로스코프로 만들기 위하여 광섬유 자이로스코프에 들어가는 여러 가지 광학 부품도 많이 연구되고 있으며, 위상차를 정밀하게 측정할 수 있는 신호처리 기법들도 연구되고 있다. 최근에는 MEMS를 이용한 MEMS 자이로스코프가 활발히 연구되고 있으며, 이에 대한 제품도 많이 출시 되고 있다. 머지 않아 전자식Gyro를 많이 대체할 것으로 예측된다.