Žiroskop je nazvao Leon Foucault, francuski fizičar, u pokušaju da pokaže Zemljinu rotaciju. Slobodno rotirajući disk, nazvan rotor, bio je postavljen na os koja se okreće u središtu većeg, stabilnog kotača. Kako se zemlja okretala oko svoje osi, stabilni kotač se okretao s njim, ali se rotor nije pomicao. Kretanje montiranog kotača pratilo je rotaciju zemlje, rotirajući oko središnjeg diska i demonstrirajući okretanje Zemlje.
Obično se u modernim žiroskopima rotor stalno okreće. Konstantno okretanje dodaje određena svojstva žiroskopu i povećava njegovu upotrebu. Baš kao i rotirajući vrh, koji ostaje u ravnini na nagnutoj površini, rotirajući centar žiroskopa ne mijenja svoju orijentaciju. Okretanje rotora znači da svaka promjena u orijentaciji jednako utječe na sve točke na rotoru, uzrokujući da se rotor vrti oko fiksne osi. To se zove precesija.
Precesija stvara fiksnu orijentaciju. Rotor se vrti na fiksnoj osi dok se struktura oko njega rotira ili naginje. U svemiru, gdje su četiri točke kompasa besmislene, os rotora koji se vrti koristi se kao referentna točka za navigaciju.
Osim rotora, moderni žiroskopi obično imaju dva dodatna prstena, nazvana kardani, u središtu većeg stabilnog prstena. Rotor se vrti na osovini spojenoj na manji, unutarnji kardan. Ovaj kardan rotira na vodoravnoj osi stvorenoj njegovom vezom s većim, vanjskim kardanom. Veći kardan rotira okomito i vrti se na osi koja je povezana sa stabilnim vanjskim prstenom.
Žiroskopi su u kompasima za zrakoplove, svemirske letjelice i čamce. U zrakoplovima, nagib i orijentacija zrakoplova mjere se u odnosu na ravnomjerno okretanje žiroskopa. U svemiru, gdje postoji nekoliko referentnih točaka koje pomažu u navigaciji, rotirajući centar žiroskopa koristi se kao točka orijentacije.
Masivni žiroskopi koriste se za stabilizaciju velikih brodova i nekih satelita. Također se koriste u sustavima za navođenje u nekim projektilima. Izrađuju čak i zabavnu dječju igračku.