paprasčiausio giroskopo – žaislinio vilkelio – schema: AO – giroskopo ašis, P – sunkio jėga, O – atramos taškas
giroskòpas (giro… + gr. skopeō – žiūriu, stebiu), greitai sukamas kietas simetriškas kūnas, kurio sukimosi (simetrijos) ašies kryptis erdvėje gali laisvai keistis. Paprasčiausias giroskopas – įsuktas žaislinis vilkelis; jo ašies kryptis gali keistis, nes vienas jos galas laisvas. Giroskopo savybės būdingos besisukantiems dangaus kūnams, iššautiems artilerijos sviediniams, laivų turbinų rotoriams, lėktuvų orsraigčiams ir kitiems techniniams įrenginiams. Giroskopo savybė – ašiai laisvai suktis erdvėje – realizuojama įtvirtinus kūną tam tikruose rėmuose, pvz., Cardano pakaboje. Šis giroskopas turi tris laisvės laipsnius – jo rotorius 3 gali laisvai sukiotis apie tris ašis, susikertančias nejudančiame pakabos centre O: apie savo ašį AB, apie ašį CD (kartu su rėmu 2) ir apie ašį EF (kartu su rėmu 1). Kai giroskopo ašį (arba rėmą) veikia kokia nors jėga (arba jėgų pora), sukurianti sukimo momentą apie pakabos centrą O, giroskopas ima papildomai suktis pastoviu kampiniu greičiu ω tai jėgai statmena kryptimi (atsiranda precesija).
Papildomojo sukimosi kampinis greitis ω gali būti milijonus kartų mažesnis už paties giroskopo sukimosi kampinį greitį Ω, be to, trumpalaikiai jėgų poveikiai (smūgiai) giroskopo ašies krypties praktiškai nekeičia – ji išlieka stabili. Ši giroskopo savybė ypač svarbi lėktuvų, erdvėlaivių, torpedų judėjimo automatinio valdymo, navigacijos sistemoms. Kai giroskopo rotorius įtvirtintas viename rėme, jis gali sukiotis tik apie dvi ašis – yra dviejų laisvės laipsnių. Jei tokio rotoriaus rėmas sukamas apie ašį AB tam tikru kampiniu greičiu ω (atsiranda priverstinė precesija), rotoriaus ašies įtvirtinimo taškuose C ir D veikia giroskopinės jėgos P ir P1 (jėgų pora), verčiančios paties giroskopo sukimosi ašį sutapti su precesijos ašimi, kad sutaptų ir jų vektoriai. Toks giroskopinis efektas būdingas laivų turbinų rotoriams, kai laivas supamas arba daro posūkį, sraigtiniams lėktuvams darant viražus ir kitais atvejais. Technikoje naudojama daug giroskopinių prietaisų ir įtaisų, kurių veikimas grindžiamas giroskopo su dviem arba trimis laisvės laipsniais savybėmis; kai kurie jų turi kelis giroskopus. Giroskopinių prietaisų konstrukcija įvairi. Masė nuo kelių gramų iki kelių dešimčių kilogramų. Daugelis jų būna su Cardano pakaba.
trijų laisvės laipsnių giroskopas su Cardano pakaba: 1 – išorinis rėmas, 2 – vidinis rėmas, 3 – rotorius; AB – rotoriaus ašis, O – pakabos ir sunkio centras
Rotorius – greitaveikis kintamosios ir nuolatinės elektros srovės variklis, kuris sukasi iki 60 000 sūkių/min greičiu, kartais ir greičiau. Jis paprastai turi sandarų korpusą, kartais pripildytą vandenilio (sumažėja metalinių dalių korozija), kartais įleistą į skystį (sumažėja guolių apkrovos, ne taip veikia atsitiktiniai virpesiai, smūgiai). Sukurta giroskopų su elektrostatine ir magnetine pakaba – vakuume sukamą rutulį laiko elektrinio arba magnetinio lauko jėgos. Lazeriniame giroskope sukimą sukelia du priešingų krypčių spinduliai, iš koherentinio šaltinio sklindantys žiediniu kontūru.
dviejų laisvės laipsnių giroskopo schema: AB – nejudamai įtvirtinta ašis, CD – giroskopo ašis, įtvirtinta rėme, P, P1 – jėgų pora, ω – rėmo sukimosi kampinis greitis, Ω – giroskopo sukimosi kampinis greitis
Kvantinis giroskopas veikia mikrodalelių sąveikos principu. Ultragarsinio giroskopo veikimas grindžiamas vibruojančio pjezoelemento sukeltomis Corioliso jėgomis. Ypač svarbūs giroskopiniai prietaisai aviacijoje, raketų ir kosminėje technikoje, laivyboje, geotechnikoje, geodezijoje. Giroskopiniu kompasu randama tikroji geografinio dienovidinio kryptis, jo neveikia elektromagnetinis laukas, geležies sankaupos. Giromagnetiniu kompasu nustatoma magnetinio dienovidinio kryptis. Giroskopinis horizontas yra vienas svarbiausių inercinės navigacijos prietaisų, juo matuojamas judančio objekto posvyris bei polinkis ir jų nuokrypiai nuo nustatytų verčių. Giropilotu automatiškai palaikomas lėktuvo arba laivo kursas. Giroskopiniu stabilizatoriumi judantį objektą galima išlaikyti stabilų, silpninti jo svyravimus, nustatyti objekto kampinį posvyrį, pokrypį, stabilizuoti kitų prietaisų padėtį. Giroskopiniu tachometru matuojamas objekto kampinis greitis ir kampinis pagreitis, posūkio kampas. Giroskopinis puskompasis nustato orlaivio, laivo kampinį nuokrypį nuo kurso arba posūkio apie vertikaliąją ašį kampą. Girointegratoriumi nustatoma judančio objekto greičio išilginė arba skersinė dedamoji.
Giroskopo savybes 1852 pademonstravo prancūzų fizikas J. B. L. Foucault.