陀螺經緯儀由陀螺儀、經緯儀和三腳架組成。
(1)陀螺儀
陀螺儀是系統的核心，主要由陀螺靈敏部、電磁屏蔽機構、吊絲和導流絲、方位回轉伺服驅動裝置、阻尼裝置、慣性敏感部鎖緊裝置、支承和調平裝置、光電測角傳感器、電源、控制及顯示部分等組成。
陀螺靈敏部內有以恒定轉速旋轉的陀螺電機，該陀螺電機由吊絲懸掛于陀螺框架并由導流絲供電。
陀螺靈敏部鎖緊裝置是為了在運輸狀態下保證陀螺靈敏部安全，將慣性敏感部和框架固連。
阻尼裝置是為衰減陀螺靈敏部在釋放后的擺動幅度，使其擺動狀態滿足尋北要求，最終達到克服北向進動力矩，使陀螺靈敏部相對穩定于慣性空間某一固定方位。阻尼有摩擦力阻尼、液體阻尼和電磁阻尼等方式。
方位吲轉伺服驅動系統可實現陀螺儀的方位回轉并提供回轉力矩和穩定的傳動。
支撐和調平裝置可實現經緯儀和陀螺儀之間的機械和光學對接、整套儀器的調平以及各部件組件的安裝固連。
光電測角傳感器包括檢測慣性敏感部擺動角度的光電角度傳感器、檢測陀螺儀方位回轉角度的光柵碼盤系統。
電磁屏蔽主要用于屏蔽內外磁場對陀螺尋北的干擾。
控制及顯示部分通過傳感器采集信號，并對其進行處理，完成對陀螺儀敏感部的鎖緊及釋放、阻尼控制、方位隨動、通信、解算、發送和顯示真北方位角等功能。
(2)經緯儀
經緯儀是系統的方位引出裝置，也可通過瞄準被測目標測量出目標地理方位角或坐標方位角。經緯儀帶有自準直功能，便于測量和標校作業。通常，經緯儀帶有串行通信接口，可實現和陀螺儀以及指揮系統的串行數據通信。
(3)三腳架
三腳架提供陀螺經緯儀的支撐。