陀螺运动的理论基础是刚体定点转动动力学。L.欧拉的研究给出了自由陀螺的运动规律，J.-L.拉格朗日则揭示了在外力作用下陀螺的运动是进动与章动的合成。19世纪初开始研制用于表演陀螺运动特性的装置。但直到1852年，法国物理学家J.-B.-L.傅科才成功地制作出第一个陀螺仪，并用它检测地球的自转，不过只得到定性的结果。此后随着工业技术的发展，陆续出现了用于航海、航空、陆地、航天的各种陀螺仪器与陀螺装置，陀螺力学也得到相应发展，研究内容不断丰富，大体包含下面四个方面。

由于陀螺转子的高速自转，许多情况下章动是高频微幅的；忽略章动，只研究作用力与陀螺主轴的进动（陀螺运动的主要成分）之间的关系，就构成了陀螺的进动理论。进动理论是实用陀螺仪理论，工程实践中有重要应用。如可用来对不同性能的陀螺仪进行原理设计、研究各种陀螺仪的原理偏差（速度偏差、冲击偏差）及补偿方法、陀螺罗经与陀螺平台的调整条件，工具误差的产生及消除途径、陀螺性能测试的方案设计等。

由陀螺的完整动力学方程出发，可获得包括章动在内的陀螺真实运动。章动理论研究进动理论中被忽略的动力学方程中的某些项（称为章动项）对陀螺运动的影响，并估计进动理论的正确程度及其应用范围。在有关稳定性的研究中必须考虑章动项，如直立陀螺的稳定性、动力陀螺稳定装置的稳定性、陀螺的起动与停止等。章动项还能引起非线性效应，如在框架陀螺仪中，即使理想的自由陀螺仪，其主轴的指向也会缓慢地改变，称为章动引起的漂移。

含陀螺的系统的动力学方程中会出现速度的线性项，其系数矩阵是反对称的，这些项称为陀螺项。如果将这些项看成力并称为陀螺力，则它们有重要性质：陀螺力在系统微小实位移上元功之和为零。自然界与工程中有许多非陀螺系统中也出现陀螺力，如相对运动中的科里奥利力、不变磁场对运动电子的洛伦兹力等。对含陀螺项的动力学方程进行统一研究，就构成陀螺系统动力学。主要内容有陀螺力对定常运动稳定性的影响及系统的陀螺稳定、系统的微振动、动力学方程的简化条件等。

研究各工程领域中与陀螺效应有关的问题，如转子动力学中陀螺效应对临界转速的影响、运动载体由于转动部件引起的运动交叉耦合、地球引力场中自旋卫星的运动、具有动量飞轮的陀螺体卫星的姿态控制等。