只要有一点偏差，重物就会偏离平衡，而重力产生的力矩会使单摆偏离平衡点，因此最后倒单摆会倒下。为了要使单摆在倒单摆的位置下可以维持平衡，可以使用控制系统，监控倒单摆的角度，在倒单摆开始要倒下时加以施加力或是力矩，使它往反方面移动，设法让它平衡。倒单摆是动力学及控制理论中的经典问题，常用来测试不同的控制演算法（例如PID控制器、状态空间、、模煳控制、遗传算法等）。此问题的一些变化包括有多个桿、由倒单摆改为台车及倒单摆系统（台车和桿子），在跷跷板上平衡台车及倒单摆系统。倒单摆和火箭或是飞弹导引系统有关，其重心位