运动有六个自由度：沿三个正交方向平移和绕三个正交轴旋转。后三者用角速度传感器测量，也被称为陀螺仪（gyroscope或简称为gyro）。陀螺仪的基本原理是牛顿第二定律，就像加速度传感器。如果在牛顿方程中增加旋转，就会出现虚拟力，数学术语称之为科里奥利力。陀螺仪的工作原理是把旋转转换为科里奥利力。陀螺仪需要主运动或进给运动，科里奥利力是两种正交运动的结果，并且与二者正交。
MEMS陀螺仪的主运动不能连续旋转，其原因在于普通的MEMS陀螺仪缺乏良好轴承。用机械振动代替主运动。振动中的陀螺被施加垂直于主运动方向的角速度时，将产生波动的科里奥利力。并将产生垂直于主振动和角速度轴、频率与主振动相同的一次振动。这种耦合振动的振幅是测量角速度的，陀螺仪中，对其进行电容式检测。
单轴陀螺仪以最坚固合理为设计原则。大幅消除了困扰许多MEMS陀螺仪设计的乱真信号响应和振动敏感性。村田制作所已经获得适用于水平和垂直传感轴的新型陀螺仪的专利权。它们被应用于汽车和其他高精度陀螺仪。