Quando un cristallo di quarzo viene deformato dalla sollecitazione meccanica in una direzione specifica, la polarizzazione si verifica al suo interno e si presentano cariche di polarità opposta sulla sua superficie. Una volta rimossa la forza esterna, il cristallo ritorna al suo stato neutro. Tuttavia, quando la direzione della forza esterna cambia, anche la polarità delle cariche cambia. Questo fenomeno è noto come l'effetto piezoelettrico del cristallo di quarzo.
Al contrario, quando un cristallo di quarzo è sottoposto a un campo elettrico alternato, subisce una deformazione meccanica in una direzione specifica, nota come vibrazione meccanica. Una volta che il campo elettrico applicato scompare, questa deformazione scompare. Questo fenomeno è noto come effetto piezoelettrico inverso, comunemente noto come effetto elettrostrictivo.
I cristalli che presentano l'effetto piezoelettrico sono chiamati cristalli piezoelettrici e i cristalli di quarzo sono un ottimo esempio. In effetti, l'effetto piezoelettrico è stato scoperto per la prima volta nei cristalli di quarzo.