ژیروسکوپ، چرخی است که درون یک قاب فلزی مخصوص، آزادانه می‌چرخد. قاب ژیروسکوپ، به هر سمت که کج شود، محور چرخ آن همیشه یک سمت ثابت را نشان می‌دهد. حتی قدرت جاذبه و خاصیت آهنربایی کرۀ زمین نیز بر این محور تأثیری ندارد.
درون یک کشتی یا هواپیما، قطب‌نمای ساخته شده از ژیروسکوپ، همیشه جهت شمال را نشان می‌دهد. ژیروسکوپ، همچنین می‌تواند هواپیما را بدون هدایت خلبان در مسیر و ارتفاعی ثابت نگه دارد. به این روش اصطلاحاً “هدایت خودکار” یا “اتوپایلوت” می‌گویند.