Kristalni oscilator je naprava, ki se uporablja za pretvorbo električne energije v mehansko energijo ali za njeno proizvodnjo. V večini primerov so ti oscilatorji izpostavljeni električnemu impulzu, ki povzroči njihovo nihanje z natančno frekvenco. Frekvenca vsakega kristala ostane stabilna pri različnih temperaturah in tlakih ter v prisotnosti številnih različnih materialov in kemikalij, zaradi česar je idealen za operacije, ki zahtevajo natančen čas v številnih okoliščinah. Te naprave se običajno uporabljajo v urah in elektroniki zaradi svoje natančnosti in vzdržljivosti.
Lastnosti kristalnega oscilatorja sta leta 1880 prvič odkrila Pierre in Jacques Curie. Ta dva znanstvenika sta odkrila, da bodo kvarčni kristali proizvedli električni naboj, ko so prisiljeni iz oblike, in da bodo spremenili svojo fizično obliko, ko so izpostavljeni električnemu naboju, lastnost, ki so jo poimenovali piezoelektrični učinek. Poskusi s temi kristali so pokazali, da nihajo z natančno frekvenco, ko je skozenj šel električni tok.
Ena od glavnih komponent kristalnega oscilatorja je sam kristal. Številne različne vrste kristalov se lahko uporabljajo kot oscilatorji, vendar je najpogosteje uporabljena sorta kvarc, ki se pogosto goji v nadzorovanih okoliščinah, preden ga razrežemo in uporabimo kot oscilator. Kristal se razreže na tanko rezino ali v obliko uglaste vilice in nato položi med dve prevodni kovinski plošči. Ko tok teče skozi napravo, se kristal začne širiti in krčiti ali nihati z natančno frekvenco. Ojačevalnik, povezan s kristalnim oscilatorjem, poveča izhodno moč naprave, ki se nato lahko uporabi za časovno merjenje mehanskih ali električnih procesov.
Zaradi stabilnosti frekvence kristalnega oscilatorja je idealen za uporabo v urah in elektroniki. Kvarčni kristal se uporablja za nadzor časa ur od kmalu po odkritju piezoelektričnega učinka. Ure s temi oscilatorji so znane po svoji sposobnosti, da prenesejo temperaturne in tlačne spremembe ter ostanejo točne dalj časa.
V elektroniki se kristalni oscilatorji pogosto uporabljajo v računalnikih, mobilnih telefonih in radiih. Kristali so uporabni v teh napravah zaradi natančnosti njihovega nihanja, ki omogoča uporabo kristala za filtriranje neželenih frekvenc. Kristalni oscilator se tudi širi in krči predvsem vzdolž ene osi, kar daje napravi nizek fazni premik. Ti dve lastnosti mu omogočata natančno časovno določanje procesa in ohranjanje močnega signala, zaradi katerih je idealen za uporabo v elektroniki.