Kada se kvarcni kristal deformira mehaničkim stresom u određenom smjeru, unutar njega se javlja polarizacija, a na njegovoj površini pojavljuju se naboji suprotnog polariteta. Jednom kada se vanjska sila ukloni, kristal se vraća u svoje neutralno stanje. Međutim, kada se smjer vanjske sile promijeni, polaritet troškova se također mijenja. Ovaj fenomen poznat je kao piezoelektrični učinak kvarcnog kristala.
Suprotno tome, kada je kvarcni kristal podvrgnut izmjeničnom električnom polju, podvrgnut je mehaničkoj deformaciji u određenom smjeru, poznatom kao mehanička vibracija. Jednom kada primijenjeno električno polje nestane, ova deformacija nestaje. Ovaj je fenomen poznat kao inverzni piezoelektrični učinak, koji se također obično naziva i elektrostriktivni učinak.
Kristali koji pokazuju piezoelektrični učinak nazivaju se piezoelektričnim kristalima, a kvarcni kristali su sjajan primjer. U stvari, piezoelektrični učinak prvi je put otkriven u kvarcnim kristalima.