机械陀螺仪以经典力学为基础，具有高速转动的转子或振动的部件。常见的机械陀螺仪有刚体转动陀螺仪、振动陀螺仪和半球谐振陀螺仪等。刚体转动陀螺仪是把高速旋转的刚体转子支承起来，使之获得转动自由度的一种装置，它可用来测量角位移或角速度；振动陀螺仪是利用振动叉旋转时的哥氏角加速度效应做成的测量角速度的装置；半球谐振陀螺仪则利用振动杯旋转时的哥氏加速度效应做成的测量角位移的装置。