惯性导航光纤陀螺仪原理在物理上叫Sagnac效应。在一个闭合光路中，从同一光源发出的两束光，相对传播，汇合到同一探测点将产生干涉，若该闭合光路存在相对于惯性空间的旋转，则沿正、反方向传播的光束将产生光程差，该差值与上旋转角速度成正比。利用光电探测器测相位差计算出旋转角速度。从公式可看出，光纤的长度越长，光行走半径越大，光波长越短。干涉效应越明显。所以光纤陀螺体积越大，精度越高。Sagnac效应本质上是一种相对论效应，对光纤陀螺的设计非常重要。光纤陀螺原理是一束光从光电管发出，经过耦合器（1端进入到3端）。通过光环，两束不同方向进入光环，绕一圈回来进行相干叠加。返回的光回到发光二极管，通过发光二极管探测强度。光纤陀螺原理看起来比较简单，但重要的是如何把影响两束光光程因素排除掉。这是做光纤陀螺面临的重要的问题。
惯性导航光纤陀螺仪是一种无机械转动部件的惯性测量元件，具有耐冲击、灵敏度高、寿命长、功耗低、集成可靠等优点，是新一代捷联式惯性导航系统中理想的惯性器件。惯性导航光纤陀螺仪能够在不输入纬度值的情况下，给出载体与真北方向的夹角。利用光纤陀螺仪测得的地球自转角速率值及加速度计测得的陀螺仪与水平面夹角，经过计算机解算可以得到载体的基线与真北方向的夹角，放置于基线上的加速度计可以测出寻北仪的姿态角。惯性导航光纤陀螺仪所使用的光纤陀螺是固态器件，没有转动部分，因此能够耐冲击、抗振动。这是其它非光纤类陀螺无法做到的。
惯性导航光纤陀螺仪需要突破的主要技术为灵敏度消失、噪声和光纤双折射引起的漂移和偏振状态改变引起的比例因子不稳定。1. 灵敏度消失在旋转速率接近零时，灵敏度会消失。这是由于检测器中的光密度正比于萨格纳克Sagnac相移的余弦量所引起。2. 噪声问题光纤陀螺仪的噪声是由于瑞利背向散射引起的。为了达到低噪声，应采用小相干长度的光源。3. 光纤双折射引起的漂移如果两束相反传播的光波在不同的光路上，就会产生漂移。造成光路长度差的原因是单模光纤有两正交偏振态，此两种偏振态光波一般以不同速度传播。由于环境影响，使两正交偏振态随机变化。4. 偏振状态改变引起的比例因子不稳定。惯性导航光纤陀螺仪按照回路类型分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺。开环光纤陀螺不带反馈，直接检测光输出，省去许多复杂的光学和电路结构，具有结构简单、价格便宜、可靠性高、消耗功率低等优点，缺点是输入一输出线性度差、动态范围小，主要用作角度传感器。开环的干涉型光纤陀螺的基本结构是一个环形双光束干涉仪。主要用于对精度要求不高、体积小的场合。
惯性导航光纤陀螺仪具有无机械活动部件、无预热时间、不敏感加速度、动态范围宽、数字输出、体积小等优点。光纤陀螺是光纤惯性导航系统中的重要部件，是惯性导航技术领域为基础、、关键的装置与系统之一，具备导航、定位功能，并且具有精度高、无运动部件、可靠性高等特点，同时在同精度水平的传感器中价格相对较低，其应用前景十分广阔。