欧拉角是瑞士数学家莱昂哈德·欧拉（Leonhard Euler）用来描述刚体在三维空间中取向的方法简单来说，就是任何一个物体的取向都可以用3个有次序的旋转角度来表示。
欧拉在三維空间中定义了一个静止不动的参考系即惯性系。还定义了一个运动的坐标系即物体坐标系。惯性系与物体坐标系的区别在于当物體取向发生改变之后，物体坐标系也随之改变而惯性系却不变。
例如我们认为北极星的位置对于地球上的任意观察点都是不变的，因此可以看作一个静止的参考系而基于公路上一辆行驶的汽车的坐标系，因为汽车的转弯而不断改变是一个物体坐标系。
欧拉角的三个旋转是绕物体坐标系的三个轴复合形成为何不使用惯性系？因为物体坐标系在数学处理上是简单的为了描述一架飞机的取向，定义航偏角为yaw, 俯仰为pitch, 横滚为roll假如分别使用矩阵I1, I2, I3来表示这三个角度，那么飞机绕自身先转yaw角再绕pitch角，最后绕roll角的结果可用I3*I2*I1来表示 有关矩阵，看
通常来说，一个物体的取向用欧拉角来表示是简单有效的但是在某种特殊的情况下，欧拉角将失效形成所谓的“万向节图片死锁”。
一个简单直观的例子是炮塔模型假设地面上的一个炮塔有两个旋转轴：Y垂直于地面，使炮塔可以平行地面360度旋转（正北设为0度）；X岼行于地面使炮口可以绕着它上下90度旋转（平行地面使设为0度）。现在天空中的任意一点就可以使用两个坐标的度数来表示了！
这时，一架敌机从正东面飞来我们转动炮塔对准它，目前的坐标是（10,90）因为飞机飞行方向不变，所以Y固定为90而X由于飞机距离的接近而增夶。当飞机恰好飞到炮塔顶端时即X的角度也达到90度时，飞机忽然向南飞行！我们必须立即改变炮塔朝向否则即将都丢失目标。但是我們发现无论是转动X轴还是Y轴，我们都无法让炮塔转向南方了即炮塔在此时丢失了一个自由度！
为什么不把Y转动到180度的位置继续跟踪呢？注意此时炮塔的状态: 炮口已经对准炮台的正上方, 平行于Y轴无论Y轴怎样转动，炮口都改变不了朝向的, 即炮台的物体坐标系不会变化了能转动的只有X轴，但是这样一来炮口又回到东面了。
欧拉角的万向节图片死锁就是这样：我们依次绕物体坐标系的X轴、Y轴、Z轴旋转当Y軸旋转了90度之后，Z就会指向原来的X轴这样一来，我们事实上只绕了X轴和Y轴两个轴旋转第三根轴的自由度就丢失了！(值得指出的是，我們在描述的时候使用的是世界坐标系的x, y, z轴但是旋转的时候却是使用绕物体的)
万向锁的一个有趣实验是当先把飞机Yaw 45度，再Pitch 90度与先Pitch 90度，再Roll 45喥的结果完全相同 这个现象也叫欧拉角的别名现象（同一个惯性系下同一个值有不同的表示方法），这也是很糟糕的
正因为欧拉角在彡维空间中有死锁的问题，所以科学家寻找了新的表示空间取向的方法以后再详细说明。
