Nekatere kristalne strukture dajejo električni naboj, ko so obremenjene ali zvite, kar je znano kot piezoelektrični učinek. To se uporablja v številnih elektronskih vezjih. Piezo linearni aktuator uporablja ta učinek v obratni smeri, tako da električni tok povzroči gibanje v kristalu. Ti aktuatorji se pogosto nahajajo v mikroelektronskih ali zelo majhnih motorjih in kjer so potrebni majhni premiki v ravni črti, kot so mikro stikala.
Obstajata dve glavni vrsti piezo aktuatorjev, koračni in neprekinjeni, ki se razlikujeta po delovanju, ki izhaja iz električnega vhoda. Koračni piezo kristal premakne merljivo količino z vsako električno aktivacijo. To je tip gibanja, ki je običajno povezan s piezo linearnim aktuatorjem, ki se giblje naprej in nazaj v linearnem ali pravokotnem gibanju.
Številni piezo kristali imajo tudi resonančne frekvence, kjer bo električni vhod določene napetosti povzročil, da kristal resonira ali vibrira z določeno hitrostjo. Resonančni frekvenčni učinki se lahko uporabljajo za neprekinjene aktuatorje, kjer vsaka vibracija povzroči majhen premik. Z izkoriščanjem resonance lahko majhne gibe združimo v gibanje, ki se zdi neprekinjeno.
Piezo linearni aktuator uporablja torno blazinico na eni površini kristala, ki se lahko namesti poleg palice, kolesa ali druge naprave, ki jo je treba premakniti. Ko se kristal premakne, torna blazinica to gibanje prenese na napravo. Po prekinitvi električnega vhoda se kristal vrne v prvotno obliko in torna blazinica se odmakne od naprave do naslednje aktivacije.
Plastenje ali zlaganje posameznih kristalov skupaj lahko povzroči večje premike. Električne povezave so narejene z vsakim kristalom v skladu, in ko je aktivirano, je kombinirano gibanje približno vsota vsakega kristala v skladu. Postavitev kristalov drug proti drugemu vzdolž dolžine aktuatorja lahko ustvari daljše linearne premike. Električni vhod se izmenjuje s kristali na vsaki strani palice linearnega piezo aktuatorja, kar povzroči, da se premakne dlje kot en sam vhod.
Gibanje kristalne strukture ni odvisno le od električnega naboja, temveč od polarnosti ali smeri toka elektronov. Obrnitev električne polarnosti lahko povzroči, da se kristali premikajo ali deformirajo v nasprotni smeri. Ta učinek se uporablja za premikanje piezo linearnega aktuatorja v nasprotni smeri ali naprej in nazaj z večkratnim spreminjanjem polarnosti.