本实用新型公开了一种基于力矩陀螺效应与重心转移的平衡自行车平衡装置，属于自行车平衡技术领域，包括后轮驱动模块、重心转移模块和控制力矩陀罗装置；后轮驱动模块安装于车座支架上，并通过挤压与自行车后轮连接；重心转移模块安装于自行车横梁下方；控制力矩陀罗装置安装于自行车横梁上方。在自行车处于平衡状态下时，通过驱动后轮驱动模块实现移动，同时平衡装置不动作；当偏差较小时，通过控制重心转移模块进行重心转移，实现在较小角度下的平衡。当偏转角度较大时利用控制力矩陀罗装置产生大的恢复力矩保持平衡。采用力矩陀螺效应与重心转移结合方法能产生较大的恢复力矩，可实现较高水平下的平衡，能够提高装置的使用寿命。