智能平衡車的原理主要是建立在一種被稱為“動態穩定”（Dynamic Stabilization）的基本原理上，也就是車輛本身的自動平衡能力。以內置的精密固態陀螺儀（Solid-State Gyroscopes）來判斷車身所處的姿勢狀態，透過精密且高速的中央微處理器計算出適當的指令后，驅動馬達來做到平衡的效果。假設我們以站在車上的駕駛人與車輛的總體重心縱軸作為參考線。當這條軸往前傾斜時，智能平衡車車身內的內置電動馬達會產生往前的力量，一方面平衡人與車往前傾倒的扭矩，一方面產生讓車輛前進的加速度，相反的，當陀螺儀發現駕駛人的重心往后傾時，也會產生向后的力量達到平衡效果。因此，駕駛人只要改變自己身體的角度往前或往后傾，智能平衡車就會根據傾斜的方向前進或后退，而速度則與駕駛人身體傾斜的程度呈正比。
原則上，只要智能平衡車有正確打開電源且能保持足夠運作的電力，車上的人就不用擔心有傾倒跌落的可能，這與一般需要靠駕駛人自己進行平衡的滑板車等交通工具大大不同。
