Segway PT veikimo pagrindas - savaiminis pusiausvyros išlaikymas, ir tai yra pati nuostabiausia jo technologijos dalis. Norint suprasti kaip ši sistema veikia, reikėtų artimiau susipažinti su D.Kamen įrenginio prototipu - pačiu žmogaus kūnu. 

Jeigu atsistojate ir pasilenkiate į priekį taip, kad vos išlaikote pusiausvyrą, Jūs greičiausiai nenugriūsite. Smegenys „žino", kad tuoj prarasite pusiausvyrą (pasikeičia skystis vidinėje ausyje), todėl priverčia Jus pastatyti koją į priekį ir nepargriūti. Jeigu ir toliau lenksitės, smegenys ir vėl vers statyti kojas į priekį ir išlaikyti pusiausvyrą. Jūs negriūnate, o žingsnis po žingsnio einate pirmyn .

Segway PT daro beveik tą patį, tik jis vietoj kojų turi ratus, vietoj raumenų - variklį, vietoj smegenų - daugybę mikroprocesorių, o vietoj vidinės ausies pusiausvyros sistemos - sudėtingiausių posvyrio daviklių rinkinį. Segway PT, kaip ir smegenys, „žino", kada lenkiatės į priekį. O tam, kad būtų išlaikyta pusiausvyra, jis pasuka ratus reikiamu greičiu ir Jūs judate pirmyn. Mes tai vadiname „dinaminiu stabilizavimu", ir šį nepaprastą vyksmą, leidžiantį Segway PT išlaikyti pusiausvyrą tik ant dviejų ratų, užpatentavome.

Segway PT veikimo pagrindas - įvairių daviklių kombinacija, valdymo sistema ir variklis. Dabar mes aptarsime kiekvieną detalę atskirai.

Pirminė daviklių sistema - giroskopų rinkinys. Pagrindinis giroskopas - besisukantis krumpliaratis ir tvirtas rėmas aplink jį. Jis negali suktis prieš savo sukimosi ašį, nes naudojama jėga juda kartu su pačiu krumpliaračiu. Pavyzdžiui, jeigu paspaustumėte tam tikrą tašką ant besisukančio krumpliaračio paviršiaus, jis judėtų aplink į rato priekį tol, kol jaustų Jūsų jėgą. Kadangi jėgos taškas ir toliau suktųsi, naudoti jėgą jis nustotų priešinguose krumpliaračio galuose - taip jėga pati išsibalansuoja.

Dėl pasipriešinimo išorinėms jėgoms, giroskopo krumpliaratis išlaikytų savo vietą (paviršiaus atžvilgiu), net jeigu jį ir pakreiptumėte. Tačiau giroskopo rėmas gali lengvai pakeisti savo vietą. Konkretus daviklis, išmatuodamas giroskopo krumpliaračio padėtį rėmo atžvilgiu, gali įvertinti objekto posvyrį (kiek jis yra pakrypęs nuo vertikalios padėties), o taip pat ir posvyrio tempą (kaip greitai jis krypsta).

Įprastą giroskopą būtų nepatogu ir sudėtinga pritaikyti tokio tipo transporto priemonei, todėl Segway PT tą patį poveikį išgavo su kitokios rūšies mechanizmu. Segway PT naudojamas specialus kietas silikoninis kampinio greičio daviklis. Tokio tipo giroskopas objekto sukimąsi nustato naudodamasis Koriolio efektu.

Paprastai kalbant, Koriolio efektas - tai akivaizdus sukimasis objekto, kuris juda dėl kito besisukančio objekto. Pavyzdžiui, lėktuvas, skrendantis tiesiai, pasisuks todėl, kad sukasi po juo esanti Žemė.

Tipišką kietą silikoninį giroskopą sudaro mažytė silikoninė plokštelė, esanti ant atraminės gembės. Silikonines dalelytes judina elektrostatinė srovė, cirkuliuojanti aplink plokštelę. Dalelytės juda ypatinga kryptimi ir taip priverčia numanomu būdu vibruoti plokštelę. Tačiau kai plokštelė yra sukama aplink savo ašį (tai yra, kai taip sukasi Segway PT), dalelytės plokštelės atžvilgiu staiga pradeda judėti kitaip. Tai pakeičia vibraciją, o jos pokytis yra proporcingas sukimosi laipsniui. Giroskopo sistema išmatuoja vibracijos pokytį ir šią informaciją perduoda kompiuteriui. Tokiu būdu kompiuteris gali perprasti, kada Segway PT sukasi aplink savo ašį.

Segway PT turi penkis giroskopus, nors jam reikia tik trijų, kad jis galėtų nustatyti judesius pirmyn ir atgal, pasilenkimus į kairę ir dešinę. Kiti davikliai yra atsarginiai, kad transporto priemonė būtų patikimesnė. Visa informacija apie posvyrius, taip pat ir papildomų posvyrio daviklių informacija perduodama mašinos smegenims. Smegenys - tai du elektros grandinės valdiklio skirstikliai, kuriuos sudaro daugybė mikroprocesorių. Visų Segway PT mikroprocesorių galingumas yra maždaug tris su puse karto didesnis už įprasto asmeninio kompiuterio galingumą. Šiai transporto priemonei reikia tokio didelio „elektroninio proto" todėl, kad ji turi labai tiksliai koreguoti kryptį ir neleisti mašinai pargriūti. Jeigu vienas skirstiklis sulūžtų, kitas priimtų sulūžusiojo funkcijas, o sistema praneštų apie gedimą ir leistų važiuotojui saugiai sustoti.

Mikroprocesorius sudaro pažangios technologijos programinė įranga, kuri valdo transporto priemonę. Ši programa kontroliuoja giroskopų daviklių perduodamą informaciją apie stabilumą ir, reaguodama į ją, pritaiko kelių elektros variklių greitį. Elektriniai varikliai, veikiantys dėl poros įkraunamų nikelio hidrido (NiMH ar Saphion Li-ion) akumuliatorių, kiekvieną ratą gali pasukti atskirai ir skirtingu greičiu.

Kai mašina palenkiama į priekį, varikliai suka abu ratus pirmyn, kad ji neapvirstų. Kai mašina atlenkiama atgal, ratai sukami atgal. Kai važiuotojas palenkia vairą į kairę ar dešinę pusę, varikliai vieną ratą suka greičiau negu kitą arba suka ratus į priešingas puses, ir taip mašina apsisuka aplink savo ašį.