关于陀螺运动的基础理论研究大约是从18世纪展开的，直到19世纪中期以后，陀螺才开始进入实用阶段。开始是用它来替代装配在钢制外壳船舶上的磁罗盘导航仪。第一次世界大战中，美国海军首先研制成功陀螺导航仪，相继应用于航海和航空，作为不可缺少的精密导航仪器。20世纪初出现了飞机陀螺稳定器和自动驾驶仪，1950年出现了惯性导航系统，从而为精确导航提供了技术装备的支持。近几十年来，各种高精度、长寿命、大过载的惯性元件和比较精密的陀螺系统，已经在航海、航空和航天中得到了广泛的应用。
陀螺仪可以装配在固定基座或运动基座（如飞机、火箭和卫星）上，可以单独使用，也可以由多个陀螺仪和有关元部件组成陀螺系统。利用陀螺的稳定性效应可以制成稳定仪，当船舶在海浪作用下发生侧向滚动时，由该装置所产生的陀螺力矩可以减小船舶的侧滚，保持船舶的稳定，还可以利用陀螺效应使船舶左右摇动以达到破冰的目的。
利用陀螺特性可制成测量飞机航向的飞行仪表，或测量物体角速度的陀螺仪表。20世纪20年代初，速率陀螺仪首先用作飞机的基本飞行仪表，继而用来为防空火力控制瞄准器提供前置角数据，还广泛应用于飞行器、车辆、火炮控制系统的角度控制伺服系统中以改善系统的动态品质。飞行姿态对于飞机的运动状态和保证飞行安全都有重要的意义，因此，陀螺地平仪或指引地平仪通常被作为测量飞机俯仰和倾侧姿态的重要飞行仪表。
20世纪初出现的陀螺平台惯性导航系统是一种利用质量作加速度的敏感元件，一般有加速度计、陀螺平台、计算机，以及控制、显示部件等组成。它是完全自足式的导航系统，以力学中的惯性原理为依据，与周围物理环境无关，不靠辐射能量和无线电等的辅助，不受外界干扰，导航精度完全取决于元件本身。惯性导航系统可以作为导航的独立装置来使用，也可以作为调整器而结合自动驾驶仪来控制运载器。目前已大量使用的捷联式惯性导航系统，不用陀螺平台而把运载器上的加速度计（通常是三个速率陀螺仪）的信号直接输入计算机，因而能降低造价和提高可靠性。陀螺平台惯性导航系统广泛应用于对导航精度有较高要求的武器系统中，比如发射弹道导弹的核潜艇，飞行时间短但精确度要求极高的洲际弹道导弹，飞行时间较长但精确程度要求较高的战略轰炸机或巡航导弹。20世纪末期，利用激光方向性强、单色性好、亮度高和相干性好等特点结合陀螺的特性，激光陀螺诞生了。
现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。１９７６年等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到八十年代以后，现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展，与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可*等等优点，所以目前光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外，还有现代集成式的振动陀螺仪，集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度，体积更小，也是现代陀螺仪的一个重要的发展方向。
现代光纤陀螺仪包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种，它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。塞格尼克理论的要点是这样的：当光束在一个环形的通道中前进时，如果环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时，在不同的前进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化，如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度，这样就可以制造出干涉式光纤陀螺仪，如果利用这种环路光程的变化来实现在环路中不断循环的光之间的干涉，也就是通过调整光纤环路的光的谐振频率进而测量环路的转动速度，就可以制造出谐振式的光纤陀螺仪。从这个简单的介绍可以看出，干涉式陀螺仪在实现干涉时的光程差小，所以它所要求的光源可以有较大的频谱宽度，而谐振式的陀螺仪在实现干涉时，它的光程差较大，所以它所要求的光源必须有很好的单色性。
