作为玩具，陀螺历史悠久，两河流域的文明早期及中国的氏族社会时期都出现过类似陀螺的东西，中国宋代宫廷已流行陀螺类玩具——千千，“陀螺”一词则出现在明代，是民间孩子们喜欢的玩具之一。陀螺类玩具在西方也有，“文艺复兴”后的科学启蒙时代，陀螺稳定现象吸引了不少科学家的关注，至18、19世纪欧洲已出现了多种陀螺仪的设计和模型，1852年法国物理学家Leon Foucault发明了首个现代陀螺仪，陀螺仪和陀螺玩具虽然基本原理类似，但结构和目的截然不同，而且Leon Foucault不但发明了具有典型现代结构的陀螺仪，而且提出了陀螺罗经理论，以数学方法在物理理论上给出了精确的诠释，这无可辩驳的使Leon Foucault成为现代陀螺仪的发明人。不过，陀螺的实用化还是经过很多人不断改进才得以实现的，最早的陀螺仪在19世纪末被尝试用于海军舰只的导航，20世纪初德国人发明了航海用陀螺罗经，而飞机发明仅十几年后美国人就成功的设计出飞行用的陀螺稳定器，可以自动纠正飞机的姿态，是自动驾驶仪的前身。一战期间，各类陀螺仪被广泛使用，1929年，美国人率先实现了全仪表飞行。二战末期，冯•布劳恩发明的V2弹道导弹则装备了最早的捷联式惯性导航系统，惯导系统的基础就是陀螺仪和加速度计，直到今天这仍是航空、航天、航海等自主导航系统的基础。