物体具有保持旋转状态不变的惯性。与静止的车相比，改变旋转中的车轮的方向需要额外的力矩，故自行车静止时候比快速运动时难平衡太多。陀螺能旋转不倒也是这个道理。自行车只有2个轮子，如何可以保持平衡。甚至，高手在骑车的时候，可以双手离开车把，任由车子向前走而不担心摔倒。物理学家拿出一个陀螺，放在地上转一下，并开始用鞭子使劲抽打它，随着陀螺越转越快，陀螺也像不倒翁一样，虽然只有一个尖着地，却左右摇摆而不肯倒下。这就是陀螺效应：旋转的物体有保持其旋转方向的惯性。陀螺只有一个旋转方向，已经很稳定了。而自行车有2个轮子，显然自行车轮子在高速旋转的时候，会使自行车更稳定。因此，骑车人撒开车把也不会倒下。
为什么自行车在静止时不能保持平衡，而运动时就可以？请用物理学原理解释
自行车并不能保持行进中自身的平衡，必须要有骑手的参与。很多人都没注意到，骑手的重心不是固定在车身的重心垂线上，而是在两侧不断的漂移。所以说，人体事实上在实时修正“人－车”系统的偏倾，防止翻车。
另外，由于自行车灵活的前轮转动性能，有很多的重心调整并不需要骑手的身体摆动——转转龙头，你的重心就已经挪到了另外一边。这也是为什么骑车时需要不断对车把做细微的调整。对应的，把自行车的龙头焊死便没法再骑。
这就解释了我们在骑慢车的情况下，在将车速几乎降到零时，骑手会有很大的摆动龙头的操作，因为都是重心的缘故。在没有运动的情况下骑手很难将重心控制在中线上，而更大的需要龙头的摆动。所以在运动中自行车的相对“平衡”是由骑手身体的小幅移动和龙头的微调共同支撑起来的。
至于陀螺效应（准确的说是进动效应），虽然它一定程度上会抑制前轮的倾斜，确实为稳定性提供了一定的帮助。但本身并不能保持“人－车”系统的平衡，毕竟车轮的旋转角动量对整个大质量系统来讲还是太小了。
自行车在前进时不会倒下，静止时却很难站住，这是为什么呢？
骑车的时候，人车系统也是一种加速度很小的“微变速运动”，严格说来，人车系统不是处在平衡状态，而是加速度很小且不断变化的大致上的“平衡”状态。在上车前后，人车系统的加速度相对比较大(其实也不大)，人和车各自的质量分布在较“剧烈”的变动，但整个人车系统是保持“微变速”平衡的。
人扶着自行车的时候，这个系统已经是平衡的了(假设匀速行走)--人车的重力、支持力、摩擦力、空气阻力的合力为零。车由扶着推着变成行走，对于整个人车系统来说只是由速度较小的匀速运动连续过渡到速度较大的匀速运动而已(期间的变力的加速度由人的姿势和不断变化的阻力和摩擦力所抵消而实现保持平衡)。至于上车前后的摇摆，只是人通过调整姿势来调整整个系统的质量分布来实现新的平衡，也就是消除支撑点变化所带来的不稳定。
人推车时也是一个“微变速运动”自行车行驶时车轮转动，获得一个向左的比较大的角动量，当外力矩不为零的时候，角动量当然会随之改变。但是由于通常外力矩增量的模远小于自行车固有的角动量，所以表现出类似于进动的行为另一方面，当自行车静止的时候，角动量为零，这时一旦受到外力矩，就直接倒下了，其运动方程由重力矩和绕车轮底部定点的转动惯量决定。
运动中如果有一些小震动，人可以通过调整姿势来实现新的平衡。在高速转弯的时候，人和车都是倾斜。另外，自行车与地面是两个小面接触，不是点接触。
自行车本身的平衡机制我们可以观察到，几乎每辆自行车的车把轴，都不是与地面完全垂直，而是后倾的。由于前轮是固定在车把的前叉上，因此又叫前叉后倾。前叉后倾，使车辆转弯时产生的离心力其所形成的力矩方向，与车轮偏转方向相反，迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。这样，车子就有了自动回正的稳定性。车速越快，所造成的恢复力矩越大，骑车人就越感到稳定。这就是高速骑车时，会感觉车子比刚刚起步的时候稳定的原因。
