平衡车的工作原理主要是基于飞机平衡原理，即车辆本身的自动平衡能力(电子自平衡系统)。内置的固态陀螺仪用于确定车身的姿态状态。通过精确高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动电机实现平衡。假设我们使用驾驶员站在车辆上的整体重心的纵轴作为参考线。当这个轴向前倾斜时，平衡车体内内置的电动机就会产生正向力，一方面平衡人与车向前倾斜的扭矩，另一方面产生加速度使车辆向前移动。相反，当陀螺仪检测到驾驶员的重心向后倾斜时，也会产生向后的力来达到平衡的效果。因此，只要驾驶员改变身体的角度向前或向后倾斜，平衡车就会根据倾斜的方向向前或向后移动，并且速度与驾驶员身体的倾斜程度成正比。原则上，只要平衡车有正确的电源，并能保持足够的动力进行操作，车上的人就不必担心翻倒或摔倒的可能性，这与其他需要驾驶员自己平衡的交通工具，如滑板车有很大的不同。