Giroskopą pavadino prancūzų fizikas Leonas Foucault, bandydamas parodyti žemės sukimąsi. Laisvai besisukantis diskas, vadinamas rotoriumi, buvo sumontuotas ant besisukančios ašies didesnio, stabilaus rato centre. Žemei besisukus apie savo ašį stabilus ratas sukasi kartu su ja, bet rotorius nejudėjo. Sumontuoto rato judėjimas sekė žemės sukimąsi, sukdamasis aplink centrinį diską ir demonstruodamas žemės sukimąsi.
Paprastai šiuolaikiniuose giroskopuose rotorius nuolat sukasi. Nuolatinis sukimasis suteikia giroskopui tam tikrų savybių ir padidina jo panaudojimo galimybes. Kaip ir besisukantis viršus, kuris lieka lygus ant pasvirusio paviršiaus, giroskopo besisukantis centras nekeičia jo orientacijos. Rotoriaus sukimasis reiškia, kad bet koks orientacijos pasikeitimas vienodai paveikia visus rotoriaus taškus, todėl rotorius sukasi apie fiksuotą ašį. Tai vadinama precesija.
Precesija sukuria fiksuotą orientaciją. Rotorius sukasi ant fiksuotos ašies, o aplink jį esanti konstrukcija sukasi arba pakrypsta. Erdvėje, kur keturi kompaso taškai yra beprasmiai, besisukančio rotoriaus ašis naudojama kaip navigacijos atskaitos taškas.
Be rotoriaus, šiuolaikiniai giroskopai didesnio stabilaus žiedo centre paprastai turi du papildomus žiedus, vadinamus gimbalais. Rotorius sukasi ant ašies, prijungtos prie mažesnio vidinio kardaninio veleno. Šis gimbalas sukasi ant horizontalios ašies, kurią sukuria jo prijungimas prie didesnio išorinio karkaso. Didesnis gimbalas sukasi vertikaliai ir sukasi ant ašies, sujungtos su stabiliu išoriniu žiedu.
Giroskopai yra lėktuvų, erdvėlaivių ir laivų kompasuose. Lėktuvuose lėktuvo žingsnis ir orientacija matuojami pagal pastovų giroskopo sukimąsi. Erdvėje, kur yra nedaug orientacinių taškų, padedančių orientuotis, giroskopo besisukantis centras naudojamas kaip orientacijos taškas.
Dideliems laivams ir kai kuriems palydovams stabilizuoti naudojami masyvūs giroskopai. Jie taip pat naudojami kai kurių raketų nukreipimo sistemose. Jie netgi sukuria smagų vaikišką žaislą.