Como el eje de rotación de un giroscopio posee una dirección fija en el espacio, el instrumento puede tener múltiples aplicaciones en cuanto está movido por un motor que mantenga una rotación muy rápida.
Así, puede llegar a constituir el compás giroscópico que se emplea en la marina y en la aviación.
Tiene una gran ventaja sobre la brújula magnética: la de no resultar afectado por la proximidad de masas magnéticas o de corrientes eléctricas. El aparato flota en un baño de mercurio y su eje sólo puede desplazarse en un plano horizontal. El eje tiende a colocarse paralelamente al eje de rotación de la Tierra, y de esta forma conserva la dirección del meridiano geográfico durante los desplazamientos del conjunto.
El giroscopio constituye también el dispositivo de antibalanceo, que aumenta la estabilidad de los barcos, así como el horizonte artificial y el indicador de virajes que se utilizan a bordo de los aviones. Asimismo, interviene como piloto automático en los aviones, en los proyectiles espaciales y en los cohetes tierra-tierra, tierra-aire, aire-mar, mar-aire, mar-tierra, etc., que están dotados de un sistema de propulsión autónoma y deben ser guiados con precisión en su trayectoria.