Når en kvartskrystall er deformert av mekanisk stress i en spesifikk retning, oppstår polarisering i den, og ladninger av motsatt polaritet vises på overflaten. Når den ytre kraften er fjernet, går krystallen tilbake til sin nøytrale tilstand. Når retningen på den ytre kraften endres, endres imidlertid polariteten til ladningene også. Dette fenomenet er kjent som den piezoelektriske effekten av kvartskrystall.
Motsatt, når en kvartskrystall blir utsatt for et vekslende elektrisk felt, gjennomgår den mekanisk deformasjon i en spesifikk retning, kjent som mekanisk vibrasjon. Når det påførte elektriske feltet forsvinner, forsvinner denne deformasjonen. Dette fenomenet er kjent som den omvendte piezoelektriske effekten, også ofte referert til som den elektrostriktive effekten.
Krystaller som viser den piezoelektriske effekten kalles piezoelektriske krystaller, og kvartskrystaller er et godt eksempel. Faktisk ble den piezoelektriske effekten først oppdaget i kvartskrystaller.