速率陀螺仪是陀螺仪的一种，可以量取旋转物体之角速率，因此称为速率陀螺仪。陀螺之自旋轮(spinning wheel)由内环架(inner gimbal)支撑，外环架(outer gimbal)则固定在载具(vehicle)上。当载具绕z轴有一旋转角速率 时，陀螺之自旋轮之角动量之变化率为Cn （其中C为自旋轮绕z轴之转动惯量；n为自旋轮之角速率），此时在输出轴上必须有一相反之力矩来平衡Cn之量，此力矩是由内环架偏转一角度θ而从支撑内环架之扭转弹簧(torsional spring)产生。令扭转弹簧之弹簧常数为K，则根据力矩的平衡得： 于是： 显示输出轴之偏转角θ与输入轴之角速率 成正比，此为速率陀螺仪之作用原理。其主要用途为量取被控制体（例如飞机、炮塔）之运动角速率，以做为控制回路之回授信号。