Ranskalainen fyysikko Leon Foucault antoi gyroskoopille nimen osoittaakseen maan pyörimisen. Vapaasti pyörivä levy, jota kutsutaan roottoriksi, asennettiin pyörivälle akselille suuremman, vakaan pyörän keskelle. Kun maa pyöri akselillaan, vakaa pyörä pyöri sen mukana, mutta roottori ei liikkunut. Asennetun pyörän liike seurasi maan pyörimistä, pyörii keskikiekon ympäri ja osoitti maan pyörimisen.
Yleensä nykyaikaisissa gyroskoopeissa roottori pyörii jatkuvasti. Jatkuva kehruu lisää gyroskoopille tiettyjä ominaisuuksia ja lisää sen käyttöä. Aivan kuten kehruupää, joka pysyy vaakatasossa kallistetulla pinnalla, gyroskoopin kehruukeskus ei muuta suuntaansa. Roottorin pyöriminen tarkoittaa, että suuntauksen muutos vaikuttaa roottorin kaikkiin pisteisiin samalla tavalla, jolloin roottori pyörii kiinteällä akselilla. Tätä kutsutaan precessioksi.
Precessio luo kiinteän suunnan. Roottori pyörii kiinteällä akselilla, kun sen ympärillä oleva rakenne pyörii tai kallistuu. Avaruudessa, jossa neljä kompassipistettä ovat merkityksettömiä, pyörivän roottorin akselia käytetään navigoinnin vertailupisteenä.
Roottorin lisäksi nykyaikaisissa gyroskoopeissa on tyypillisesti kaksi lisärengasta, joita kutsutaan gimbaliksi, suuremman vakaan renkaan keskellä. Roottori pyörii akselin kanssa, joka on liitetty pienempään, sisäiseen kardaaniin. Tämä kardaani pyörii vaakasuoralla akselilla, joka syntyy sen liitännästä suurempaan ulompaan kardaaniin. Suurempi kardaani pyörii pystysuunnassa ja pyörii akselilla, joka on liitetty vakaaseen ulkorenkaaseen.
Gyroskoopit ovat lentokoneiden, avaruusalusten ja veneiden kompassissa. Lentokoneissa lentokoneen nousu ja suunta mitataan gyroskoopin tasaista pyörimistä vastaan. Avaruudessa, jossa on vähän vertailupisteitä navigoinnin helpottamiseksi, gyroskoopin pyörivää keskustaa käytetään suuntautumispisteenä.
Massiivisia gyroskooppeja käytetään suurten veneiden ja joidenkin satelliittien vakauttamiseen. Niitä käytetään myös joidenkin ohjusten ohjausjärjestelmissä. He tekevät jopa hauskan lasten lelun.