自平衡電動獨輪車靠電機驅動的，選用陀螺儀與驅動電路控制保持不倒。把身體向前歪斜就能發動。速度則是由身體的歪斜程度來控制的，向前傾即可加速，向后傾即能減速。
拋開人的自動控制，獨輪平衡車確保正常運作必定離不開角速度傳感器（陀螺儀）和加速度傳感器。
加速度傳感器：
加速度傳感器能夠丈量由地球引力或者物體運動所產生的加速度。要核算出車，只需丈量任意一個方向的加速值即可，比如運用X軸向上的加速度信號，車直立時，固定加速度器在X軸水平方向，此時輸出信號為零偏電壓信號。若車發生歪斜，重力加速度g會在X軸方向形成加速度分量，因此引發該軸輸出信號產生變化。
但在實際車運轉過程中，因為平衡車自身的運動所產生的加速度會產生較大的干擾信號疊加在上述測量信號上，真正的傾角不能被所輸出的信號精確的反應出來。因此不能完全由加速度傳感器來取得對于直立控制所需要的姿態信息
角速度傳感器：
物體的旋轉角速度可以用陀螺儀來丈量。測量車傾斜的角速度，只需平衡車上裝置陀螺儀，在將角速度信號進行積分處理便可以得到車的傾角。
陀螺儀的工作原理：在不受外力影響,一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向是不會變化的。人們依據此道理，用它來固定方向，制造出來的東西就叫陀螺儀。我們騎自行車本來也是利用了這個原理。輪子轉得越快越不容易倒，由于車軸有一股保持水平的力量。陀螺儀在運作時要給它一個力，使它極速旋轉起來，通常能達到每分鐘幾十萬轉，能夠運作很長時間。然后用多種方法讀取軸所指示的方向，并主動將數據信號傳給控制系統。
角速度與加速度兩個傳感器都無法無法獨自取得動態情況下的精確，穩定的姿勢，但是這兩種傳感器具有互補性，即加速度傳感器，在靜態情況下使用作用會好一些，陀螺儀在動態狀態下使用，作用會好一些。因此需要一種算法來將這兩種信號進行有用的交融，才能取得精確的姿態信息。
因此電動獨輪平衡車之需要姿態傳感器（陀螺儀）、控制器（智能芯片）、執行器（電機）就能保持平衡狀態。若駕駛者歪斜身體，相應姿態信息會被姿態傳感器輸出，控制器接收到該信息后，指揮電機向相應方向旋轉，姿態傳感器依據固定頻率不停地丈量車子姿態，并給控制器輸出姿勢信息，控制器不斷地調整電機的轉動方向和轉速，這樣就保持了一個動態的平衡。
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