Smerni žiroskop, pri čemer beseda žiroskop pomeni žiroskop, je instrument, ki se uporablja za označevanje smeri, v kateri potuje letalo. Uporaba samo magnetnih kompasov lahko včasih povzroči napake med nekaterimi načini letenja letala. Smerni žiroskopi se običajno uporabljajo v kombinaciji z magnetnim kompasom in se nahajajo v pilotski kabini. Najdete lahko različne smerne žiroskope z različnimi stopnjami kompleksnosti.
Ko se letalo nagiba ali se zakotali na bok, bo igla magnetnega kompasa na splošno začela kazati v napačno smer. Temu pravimo napaka dip in se poveča, bolj ko pilot nagne letalo. Podobno bodo kompasi v obdobjih pospeševanja in upočasnjevanja odčitali napačno. Razen v trenutkih enakomernega, ravnega leta je za natančne meritve smeri treba upoštevati orientacijo letala.
Za določitev orientacije letala se uporablja žiroskop. Žiroskopi se zanašajo na načelo ohranjanja kotne količine. Disk je nameščen v vrtljivem okvirju in se vrti z visoko hitrostjo vrtenja. Rezultat je vrteči se disk, ki bo ohranil enako usmerjenost ne glede na spremembe orientacije okvirja. V letalu, na primer, bo vrteči se disk usmerjen v isto smer, tudi ko se letalo nagiba, zasuka in zasuka.
Dejstvo, da se Zemlja vrti, pomeni, da je treba smerni žiroskop občasno ponastaviti iz referenčne vrednosti kompasa. Ta potreba po periodični korekciji je najbolj prisotna v bližini polov in najmanj v bližini zemeljskega ekvatorja. V preprostem letalu lahko pilot večkrat na uro ročno ponovno kalibrira smerni žiroskop. Bolj izpopolnjena letala uporabljajo tako imenovani podrejeni žiroskopi, ki se nenehno elektronsko posodabljajo.
Izhodni prikaz usmerjenega žiroskopa je podoben prikazu kompasa. Pogosto je obris letala, katerega nos je usmerjen v smeri vožnje. Številke se običajno začnejo na severnem položaju in naraščajo v smeri urinega kazalca v celotnem krogu. Številke lahko pomenijo desetine stopinj v razponu od 0 do 36 namesto od 0 do 360 stopinj.
V vesoljskem plovilu magnetni kompasi običajno niso v pomoč. Za določitev orientacije pa se lahko uporabi oblika usmerjenega žiroskopa. Žiroskopi delujejo popolnoma dobro v vesolju, ker zakon o ohranitvi kotne količine velja univerzalno. Dokler se vrteči se disk žiroskopa ne upočasni pretirano zaradi trenja, bo vrtilna os žiroskopa ohranila enako usmerjenost.