当系统重心不通过支点时，整个系统对支点有重力矩M作用，角动量不守恒。由角动量定理可得系统角动量增量：dL=Mdt。在系统转轴水平情况下，转轮受到的外力矩M水平向内，dt时间后，转轮的角动量变成 L+dL=L+Mdt 由于M、L和L+dL的方向均在水平面内，所以自旋轴的方向不会向下倾斜，而仅是水平向左偏转。连续不断的地向左偏转，就形成了自旋轴的转动，即进动。值得注意的是，外力矩方向始终与角动量方向垂直，因此外力矩仅改变角动量的方向，而不改变角动量的大小，即转轮的轴向改变而转速并不发生变化，其基本特性是进动性和稳定性。
常平架由支在框架上的两个圆环组成，圆环可绕各自的轴自由转动。三轴两两垂直，而且都通过陀螺仪的重心，这样，陀螺仪就不受重力矩的作用，且能在空间任意取向。
当刚体不受外力矩时，其角动量守恒，因而转动轴的方向不变，陀螺仪高速旋转时角动量很大，即使受到较小的外力矩作用其角动量也不会发生明显改变。因此，无论怎样去改变框架的方向，都不能使陀螺仪的转轴在空间的取向发生变化。
用加速器使转轮即迅速转动，当向任意方向转动底座时，可以看到回转仪转轴方向始终保持不变。