Ruang inersia adalah kerangka acuan yang digunakan untuk mengukur percepatan, atau perubahan gerak. Dalam kerangka acuan inersia, objek mengalami gerakan relatif konstan dan tampak diam dalam referensi satu sama lain; ini mendefinisikan kelembaman ruang dan berfungsi sebagai latar belakang di mana perubahan gerak suatu objek diukur. Hasil pengukuran yang dilakukan dalam satu kerangka inersia dapat dikonversi ke kerangka lain dengan perhitungan matematis langsung.
Salah satu properti dari kerangka inersia adalah bahwa perilaku objeknya tidak tunduk pada gaya dari luar kerangka acuan itu. Dalam fisika Newtonian, bintang-bintang tetap dianggap sebagai kerangka acuan inersia; sekarang diketahui bahwa bintang-bintang tidak tetap tetapi memiliki gerakan relatif mereka sendiri di galaksi, seperti halnya galaksi dalam struktur kelompok yang lebih besar. Menggunakan bintang-bintang seolah-olah gerakan relatifnya mendefinisikan ruang inersia menghasilkan sedikit kesalahan.
Sebuah giroskop berputar bebas dari percepatan rotasi akan mempertahankan orientasinya ke ruang inersia; jika berputar dengan kecepatan konstan, ia akan terus menunjuk ke arah yang sama relatif terhadap bintang-bintang tetap. Perubahan gerak relatif terhadap orientasi giroskop dapat diukur dan data digunakan untuk menghitung kecepatan dan posisi. Ini adalah dasar untuk sistem navigasi inersia (INS), yang menentukan kecepatan dan lokasi kendaraan hanya dari referensi ke posisi di ruang inersia.
Sebuah INS biasanya terdiri dari sensor gerak, seperti giroskop dan akselerometer, dan komputer. Sistem diberikan kecepatan dan lokasi awalnya, kemudian menghitung posisi dan kecepatan di masa depan secara real time dari data sensor. Perubahan percepatan linier dan sudut diukur dengan mengacu pada keselarasan giroskop ke ruang inersia. Di luar kondisi awalnya, INS sepenuhnya mandiri dan tidak mengalami gangguan atau gangguan lainnya.
Akumulasi kesalahan dari pengukuran dan perhitungan cenderung membuat INS kurang akurat selama jangka waktu yang diperpanjang. Kekurangan ini telah diimbangi dengan perangkat yang lebih canggih seperti giroskop serat optik, yang bergantung pada efek Sagnac. Dalam jenis perangkat ini, laser counter-rotating menghasilkan pola interferensi dari mana perubahan kecepatan sudut relatif terhadap posisi dalam ruang inersia dapat dihitung.
Di kapal, gyrocompass digunakan untuk menunjuk ke Kutub Utara geografis. Perangkat menggunakan properti giroskop untuk mempertahankan orientasi tetap ke ruang inersia dan pendulum untuk menyelaraskannya dengan sumbu rotasi Bumi. Selama rotor giroskop sejajar dengan sumbu bumi, tidak ada torsi, atau hambatan sudut, dari rotasi bumi. Misalignment mengoreksi diri dari kekuatan karena rotasi planet.