Gyroskoopit saattavat näyttää käyttäytyvän hyvin omituisella tavalla, mutta niiden taustalla olevan fysiikan tutkimus osoittaa, että ne reagoivat ulkomaailmaan hyvin loogisesti ja ennustettavasti. Avain gyroskooppien ymmärtämiseen on kulmamomentin käsitteen ymmärtäminen. Tämä on samanlainen kuin sen lineaarinen vastine, mutta siinä on joitain merkittäviä eroja.
Lineaarinen vauhti on hyvin ymmärrettävissä useimmille ihmisille. Liikkuva esine pyrkii jatkamaan niin samalla suunnalla ja nopeudella, ellei ulkopuolinen voima vaikuta siihen. Kun näin tapahtuu, nopeus tai suunta muuttuu intuitiivisella tavalla.
Kulmamomentti on samanlainen, mutta sen suuntaa edustava vektori on linjassa spin-akselin kanssa. Kun voima vaikuttaa pyörivään esineeseen, se vaikuttaa tähän vektoriin samalla tavalla kuin se tekisi lineaarisessa tapauksessa. Erona on, että tuloksena oleva momenttimuutos ei ole voiman suunnassa, vaan suorassa kulmassa sekä siihen että liikevektoriin.
Mikä tahansa pyörivä esine saa gyroskooppiset ominaisuudet, mutta vaikutus korostuu, jos esine tehdään enemmän massaa, joka on keskittynyt edelleen pyörimisakselista. Tämä antaa pyörivälle esineelle kulmamomentin. Tehokkaimmissa gyroskooppimalleissa käytetään painavampaa ja keskittyneempää massaa, joka on tasapainossa matalan kitkan kääntöpisteen suhteen.
Gyroskoopin ensisijainen laatu on se, että se on vakaa. Kun gryo on kehrätty, sillä on taipumus pysyä samassa suunnassa ja kaikki pyörimisakselin uudelleen suuntaamiseen kohdistetut voimat kohtaavat resistiivisellä voimalla. Tätä kutsutaan kulmamomentin säilymiseksi. Aivan kuin ylinopeudella ajautuva auto pyrkii jatkamaan polkuaan, ellei ylivoimainen voima muuta vauhtiaan, kiekko yrittää jatkaa pyörimistä akselinsa kanssa samaan suuntaan.
Gyroskooppeja käytetään laajasti instrumentteina inertiaalisissa vertailulaitteissa. Niitä löytyy lentokoneista, ohjuksista ja satelliiteista. Gyroskooppisia vaikutuksia löytyy myös yleisemmistä esineistä. He ovat vastuussa liikkuvan polkupyörän ja pyörivän jo-joen vakaudesta.
Gyroskoopin ainutlaatuisin ominaisuus on prekessio, joka antaa laitteelle sen ilmeisen kyvyn vastustaa painovoimaa. Liike, joka vastustaa mitä tahansa voimaa, joka yrittää kohdistaa pyörimisakselia, ohjataan siten, että gyro pysyy pystyssä. Sen sijaan, että se putoaisi painovoimasta, se oikeuttaa itsensä siirtymällä sivuttain.