Smjerni žiroskop, s riječju žiroskop koji označava žiroskop, instrument je koji se koristi za označavanje smjera u kojem zrakoplov putuje. Samo korištenje magnetskih kompasa ponekad može dovesti do pogrešaka tijekom određenih načina letenja zrakoplova. Smjerni žiroskopi se obično koriste u kombinaciji s magnetskim kompasom i nalaze se u pilotskoj kabini. Mogu se pronaći različiti usmjereni žiroskopi različitih razina složenosti.
Kada se zrakoplov nagne ili prevrne na bok, igla magnetskog kompasa općenito će početi pokazivati u pogrešnom smjeru. To se zove greška u padu i povećava se što više pilot naginje zrakoplov. Slično, kompasi će pogrešno očitati tijekom razdoblja ubrzanja i usporavanja. Osim u trenucima ravnomjernog, ravnog leta, potrebno je uzeti u obzir orijentaciju zrakoplova za točna mjerenja smjera.
Za određivanje orijentacije zrakoplova koristi se žiroskop. Žiroskopi se oslanjaju na princip očuvanja kutnog momenta. Disk je postavljen u zakretni okvir i vrti se do velike brzine rotacije. Rezultat je rotirajući disk koji će zadržati istu orijentaciju bez obzira na promjene orijentacije okvira. U zrakoplovu, na primjer, disk koji se okreće pokazivat će u istom smjeru čak i kada se zrakoplov naginje, skretanje i kotrlja.
Činjenica da se Zemlja rotira znači da je usmjereni žiroskop povremeno potrebno resetirati s referentne vrijednosti kompasa. Ova potreba za periodičnom korekcijom najviše je prisutna u blizini polova, a najmanje u blizini Zemljinog ekvatora. U jednostavnom zrakoplovu, pilot može ručno rekalibrirati usmjereni žiroskop nekoliko puta na sat. Sofisticiraniji zrakoplovi koriste ono što se naziva podređenim žiroskopima, koji se kontinuirano elektronički ažuriraju.
Prikaz izlaza usmjerenog žiroskopa sličan je prikazu kompasa. Često postoji obris aviona s nosom usmjerenim u smjeru putovanja. Brojevi obično počinju na sjevernoj poziciji i povećavaju se u smjeru kazaljke na satu u punom krugu. Brojevi mogu predstavljati desetke stupnjeva u rasponu od 0 do 36 umjesto od 0 do 360 stupnjeva.
U svemirskoj letjelici magnetski kompasi obično nisu od pomoći. Međutim, za određivanje orijentacije može se koristiti oblik usmjerenog žiroskopa. Žiroskopi savršeno dobro rade u svemiru jer zakon održanja kutnog momenta vrijedi univerzalno. Sve dok se disk žiroskopa koji se okreće ne usporava pretjerano zbog trenja, os okretanja žiroskopa će zadržati istu orijentaciju.