Принцип работы гиротеодолита основан на свойстве главной оси маятникового гироскопа совершать гармонические колебания под влиянием суточного вращения Земли. 4

Процесс происходит так: 1

1. При вращении встроенного гироскопа из-за инерции он стремится сохранять свою ориентировку в пространстве. 1
2. Вращение Земли вызывает отклонение центра тяжести гироскопа от отвесной линии, проходящей через точку подвеса. 1
3. Этому отклонению препятствует момент силы тяжести противовеса. 1
4. В результате взаимодействия этого момента с кинетическим моментом гироскоп поворачивается относительно вертикали (прецессирует), его ось совершает затухающие колебания и постепенно устанавливается по направлению географического меридиана. 1

Положение равновесия колебаний главной оси гироскопа фиксируется с помощью угломерной части гиротеодолита, и производится привязка направления на ориентирный пункт от направления истинного меридиана. 4