Twee onbalansen kunnen weliswaar dezelfde waarde hebben, maar in hun hoekpositie precies 180 graden ten opzichte van elkaar verdraaid zijn. Deze onbalansverdeling kan door uitpendelen niet meer worden vastgesteld, want de rotor neemt in rust geen eenduidige positie meer in. De draaiende rotor voert een peddelbeweging om zijn vertikale as (loodrecht ten opzichte van de rotatieas) uit, want de beide onbalansen oefenen een moment uit. Daarom wordt deze onbalanssoort momentenonbalans of koppelonbalans genoemd.

Voor de correctie van de momentenonbalans is een tegenmoment vereist, dus twee even grote correctieonbalansen die, overeenkomstig de oorspronkelijke onbalans, in de beide correctievlakken 180 graden verdraaid ten opzichte van elkaar worden aangebracht. Met momentenonbalansen moet vooral rekening worden gehouden bij langgerekte walsvormige rotoren. Voor het balanceren zijn daarom met name horizontale balanceermachines geschikt.