Можливо, гіроскопи поводяться дуже дивно, але вивчення їхньої фізики показує, що вони реагують на зовнішній світ дуже логічно і передбачувано. Ключем до розуміння гіроскопів є розуміння поняття кутового моменту. Це схоже на лінійний аналог, але з деякими помітними відмінностями.
Лінійний імпульс добре розуміється більшістю людей. Об'єкт, який рухається, прагне продовжувати робити це з однаковим напрямком і швидкістю, якщо на нього не діє зовнішня сила. Коли це трапляється, швидкість або напрямок змінюються інтуїтивно.
Імпульс кута подібний, але вектор, що представляє його напрямок, суміщений з віссю спіна. Коли сила діє на обертається об'єкт, вона діє на цей вектор так само, як і в лінійному випадку. Різниця полягає в тому, що результуюча зміна імпульсу відбувається не в напрямку сили, а під прямим кутом як до неї, так і до вектора імпульсу.
Будь-який обертається об'єкт набуватиме гіроскопічних характеристик, але ефект посилюється, якщо об'єкт зроблений з більшою масою, яка сконцентрована далі від осі обертання. Це надає обертовому об'єкту більше кутового моменту. Найефективніші конструкції гіроскопів використовують більш важку і концентровану масу, яка збалансована щодо точки повороту з низьким тертям.
Першочерговою якістю гіроскопа є його стабільність. Як тільки грио обертається, він, як правило, залишається в тій же орієнтації, і будь-яка сила, що застосовується для переорієнтації осі обертання, зустрічається з резистивною силою. Це відоме як збереження моменту імпульсу. Подібно до того, як швидкісний автомобіль прагне продовжувати свій шлях, якщо переважна сила не змінює свій імпульс, спінінг намагається продовжувати крутитися з осі, орієнтованою в одному напрямку.
Гіроскопи широко використовуються як інструменти в інерційних опорних приладах. Їх можна знайти в літаках, ракетах і супутниках. Гіроскопічні ефекти виявляються також у більш поширених об'єктів. Вони відповідають за стійкість велосипеда, що рухається, та йо-йо, що крутиться.
Найбільш унікальною характеристикою гіроскопа є прецесія, яка надає пристрою видиму здатність протистояти силі тяжіння. Рух, який протидіє будь-якій силі, яка намагається перерівняти вісь обертання, спрямований так, щоб гіроскоп залишався вертикальним. Замість того, щоб впасти від сили тяжіння, він захищається, рухаючись убік.