1、三軸加速度計
（1）測量比力
三軸加速度計是一種慣性傳感器，能夠測量物體的比力，即去掉重力後的整體加速度或者單位質量上作用的非引力。當加速度計保持靜止時，加速度計能夠感知重力加速度，而整體加速度爲零。在自由落體運動中，整體加速度就是重力加速度，但加速度計內部處於失重狀態，而此時三軸加速度計輸出爲零。
（2）測量角度
三軸加速度計的原理能夠用來測量角度。直觀地，如圖所示，彈簧壓縮量由加速度計與地面的角度決定。比力能夠通過彈簧壓縮長度來測量。因此在沒有外力作用的情況下，加速度計能夠精確地測量俯仰角和滾轉角，且沒有累積誤差。
MEMS三軸加速度計是採用壓阻式、壓電式和電容式工作原理，產生的比力（壓力或者位移）分別正比於電阻、電壓和電容的變化。這些變化可以通過相應的放大和濾波電路進行採集。該傳感器的缺點是受振動影響較大。
2、三軸陀螺儀
作用：用於無人機中的角速度及對角速度積分后角度的計算
原理：理解三軸陀螺儀的原理首先要知道科里奧利力
科里奧利力
當一個質點相對於慣性系做直線運動時，因爲質點自身慣性，它相對於旋轉體系，其軌跡是一條曲線。立足於旋轉體系，我們認爲有一個力驅使質點運動軌跡形成曲線。科氏力就是對這種偏移的一種描述，表示爲
即本來直線的運動當放在一個旋轉體系中直線軌跡會發生偏移，而實際上並直線運動的問題並未受到力的作用，設立這樣一個虛擬的力稱爲科里奧利力。
由此我們在陀螺儀中，選用兩塊物體，他們處於不斷的運動中，並令他們運動的相位相差-180度，即兩個質量塊運動速度方向相反，而大小相同。它們產生的科氏力相反，從而壓迫兩塊對應的電容板移動，產生電容差分變化。電容的變化正比於旋轉角速度。由電容即可得到旋轉角度變化。
3、三軸磁力計
磁力計能提供裝置在XYZ各軸所承受磁場的數據，接着相關數據會匯入微控制器的運算法，以提供磁北極相關的航向角，利用這些信息可偵測地理方位。
磁力儀是採用三個互相垂直的磁阻傳感器，每個軸向上的傳感器檢測在該方向上的地磁場強度。
上圖爲一種採用具有晶體結構的合金材料。它們對外界的磁場很敏感，磁場的強弱變化會導致磁阻傳感器電阻值發生變化。
另外三軸磁力計還可以採用洛倫茲力原理，電流流過磁場產生力，從而驅動電容等變化。