Все оптические гироскопы основаны на эффекте Саньяка. Фаза световой волны, которая распространяется вдоль медленно вращающейся круговой траектории, линейно зависит от угловой скорости вращения. В результате этого две вращающиеся в противоположных направлениях волны, проходящие одинаковый круговой путь, приобретают фазовый сдвиг. Первые подобные эксперименты были проведены Францем Гаррессом в 1911 году. Однако, ему не удалось должным образом дать объяснение своим результатам и, следовательно, Джорджу Саньяку приписывают эффект, когда он опубликовывает свои результаты в 1913 году.
Для того чтобы получить полное представление об эффекте Саньяка, рассмотрим для начала идеальную круговую траекторию. Свет, попадающий в контур, расщепляется светоделителем на два луча: один распространяется по часовой стрелке, другой- против часовой стрелки. Если система находится в состоянии покоя, оба световых луча проходят одинаковый оптический путь. Теперь, давайте предположим, что вся система вращается по часовой стрелке с угловой скоростью Ω относительно инерциальной системы. В этом случае будет наблюдаться разница в оптическом пути между двумя лучами . Это показано на рисунке: чтобы вернуться в начало координат, луч, вращающийся по часовой стрелке должен пройти большее расстояние, чем луч, вращающийся против часовой стрелки. Разность фаз Δφ теперь можно измерить с помощью интерферометра.