雷射陀螺的工作原理基於薩格奈克(Sagnac)效應。當環形雷射器相對於慣性空間轉動時，順時針和逆時針方向運轉的光會產生與轉動線性相關的光程差。通過實時檢測環形雷射器輸出光的相位變化，可以獲得物體相對於慣性空間的轉動角速率。這種工作原理使得雷射陀螺成為一種特色鮮明的角速率感測器，與傳統機械式陀螺儀不同，後者是根據旋轉物體的旋轉軸所指方向受外力影響時的變化來工作的。雷射陀螺有時也被稱為環形雷射陀螺，它利用環形雷射器在慣性空間轉動時正反兩束光隨轉動產生的頻率差效應來測量物體相對於慣性空間的角速度或轉角。