Твердотельный волновой гироскоп (ТВГ) относится к классу вибрационных гироскопов. Он представляет собой разновидность физического маятника, следовательно, плоскость его колебаний (вибрации) сохраняется неизменной в инерциальной системе координат. Примером практического применения такого маятника может служить маятник Фуко, который до 90-х годов 20 века существовал в Исаакиевском соборе Санкт-Петербурга. С помощью этого маятника определялось суточное вращение Земли.
   Рассмотрим работу идеального маятника Фуко установленного на платформе, которая может поворачиваться в инерциальных координатах вокруг оси Z, на которой закреплена точка его подвеса. Когда платформа неподвижна, маятник совершает колебания относительно платформы вдоль оси А – Б. В случае поворота платформы на некоторый угол α, в инерциальном пространстве плоскость раскачивания маятника не изменится. Следовательно, относительно платформы ось движения маятника уже будет А1 – Б1. Измерив угол поворота и время, за которое этот поворот сделан, можно определить угловую скорость вращения платформы:
   Аналогичная картина наблюдается в ТВГ, содержащем чувствительный элемент в виде симметричного тонкостенного кварцевого резонатора, в котором возбуждаются изгибные колебания.
   Под действием приложенной силы, например, в направлении оси А – Б резонатор примет эллиптическую форму, а затем начнет колебаться по инерции. То есть по окончании действия силы он будет стремиться к прежней сферической форме. Когда он вернется в нее, то, обладая инерционностью, начнет вытягиваться в направлении той же оси А – Б. Следовательно в ортогональном направлении он будет сжиматься в эллипс. Так он будет совершать колебания в инерциальном пространстве.
Для возбуждения колебаний большой амплитуды к резонатору с помощью специальных емкостных датчиков с электродами управления прикладываются две диаметрально противоположных силы с частотой равной частоте его собственных колебаний. Таким образом, резонатор работает в режиме автоколебаний. При достижении заданной амплитуды колебаний в дальнейшем она поддерживается в течение всего времени работы гироскопа. Образована стоячая волна, неподвижная в инерциальном пространстве.
   Рисунок изображен с точки зрения наблюдателя, находящегося на основании, то есть не в инерциальных координатах. При вращении основания с угловой скоростью ω направление колебаний резонатора остается неизменным в инерциальном пространстве. Это означает, что относительно основания будет наблюдаться поворот резонатора. Для измерения текущего значения угла α осуществляется с помощью емкостных датчиков колебаний.