Das Gleichgewichtsorgan (Vestibularapparat) liegt im Innenohr. Es ist entwicklungsgeschichtlich unser ältestes Sinnesorgan und schon mit Geburt voll funktionsfähig. Schon zu einem sehr frühen Zeitpunkt der Schwangerschaft erreicht es seine endgültige Größe. Über den Gleichgewichtsnerv werden sowohl die Informationen der Augen, als auch der taktilen Körperzellen abgeglichen und im Großhirn weiterverarbeitet. Das Gleichgewichtsorgan ist unser wichtigstes Sinnesorgan, wobei wir uns dessen meist erst bewusstwerden, wenn es nicht mehr richtig funktioniert.
Gleichgewichtsinformationen, taktile Informationen als auch optische Informationen dienen zusammen der Erzeugung eines stabilen Gleichgewichts. Bis auf die Gruppe der Greifreflexe lassen sich alle frühkindlichen Reflexe über das Gleichgewichtsorgan auslösen. Das Gleichgewichtsorgan registriert alle Arten von Beschleunigungen und Lageveränderungen. Auf diese Weise können wir uns im Raum orientieren. Das Gleichgewichtsorgan besteht aus den drei Bogengängen die Drehbewegungen und Drehbeschleunigungen erfassen. Angeordnet sind sie jeweils senkrecht im 90°-Winkel zueinander. So können die drei Dimensionen des Raumes erfasst werden. Ebenso zum Gleichgewichtsorgan gehören Sacculus und Utriculus, mit deren Hilfe wir lineare Geschwindigkeit wahrnehmen. Gleichgewichtsinformationen werden an das Kleinhirn weitergeleitet. Das reagiert entsprechend auf die Veränderungen – beispielsweise mit Blickbewegungen der Augen. Diese Reaktion erfolgt reflektorisch, kann also willentlich nicht beeinflusst werden.
Mit Hilfe dieser schnellen, reflektorischen Augenbewegungen ist es z.B. für ein Kind möglich, beim Karussellfahren die am Rande stehenden Eltern, Freunde oder Geschwister beim Winken jeweils scharf zu sehen – ohne den Reflex würden die Gesehenen unscharf wahrgenommen werden.