陀飛輪的原理基本上是把游絲、叉式槓桿和擒縱系統設計在同一軸上運作，陀飛輪在運行時會不斷旋轉，以減少地心引力所做成的影響。換句話說，當一隻鐘錶處於豎直位置時，由於來自地心引力的作用，它的調節控制器，即是其襬輪、游絲和擒縱器，會在每一下襬動時發生難以覺察的快慢變化。如果把調節控制器裝設在一個每分鐘轉動一周的“籠框”上，即可穫得一系列的垂直位置。這樣便可以使鐘錶走動時十分準確，並能夠互補誤差。

將擺輪裝置在一個框架中，串連擒縱輪與馬仔，陀飛輪結構於是產生，控制秒針的齒輪則在最下層。

一個在腕錶中所佔比例不大的結構，內含的零件卻十分眾多、精巧，而這也是製作陀飛輪的困難之處。