Piezoelektrični aktuator je oblika mikrokrmilnega elektromehanskega sistema. Zanaša se na piezoelektrični učinek pri nekaterih kristalih, tako da, ko se na kristal nanese električno polje, ustvari mehansko napetost v njegovi strukturni mreži, ki se lahko prevede v gibanje na mikrometrski ali nanometrski lestvici. Vrste aktuatorjev se lahko gibljejo od težkih industrijskih sistemov, ki jih poganja pnevmatska ali hidravlična sila, do majhnih piezoelektričnih aktuatorjev, ki imajo zelo omejen, a natančno nadzorovan obseg gibanja. Tipičen piezoelektrični aktuator bo ustvaril vzdolžno gibanje, ko se na enoto gredi ali druge mehanske povezave uporabi električna sila z razponom premika od približno 4 do 17 mikronov (0.0002 do 0.0007 palca). Ta tip aktuatorskega sistema je pogosto vgrajen v merilnik napetosti, znan tudi kot ekstenzometer, ki se uporablja za merjenje zelo finih stopenj krčenja in raztezanja v materialih in površinah.
Obstajajo trije splošni tipi piezoelektričnih aktuatorjev ali shem gibanja, ki določajo edinstven obseg delov piezoelektričnih aktuatorjev, ki sestavljajo mehansko gibanje naprave. To so cilindrični, bimorfni in unimorfni ali večplastni aktuatorji, vsak pa ima tudi oznako načina, ki je odvisna od vrste piezoelektričnega koeficienta za mehansko obremenitev, ki je inducirana. Večslojni 33-modni aktuator je zasnovan tako, da ustvarja gibanje vzdolž poti uporabljenega električnega polja, medtem ko cilindrični 31-načinni aktuator kaže gibanje pravokotno na električno silo. 15-načinski aktuator uporablja strižno napetost v kristalu za diagonalno silo, vendar niso tako pogosti kot druge vrste piezoelektričnih aktuatorjev, saj je strižna napetost bolj zapletena kristalna reakcija, ki jo je težko nadzorovati in za katero je treba izdelati sisteme.
Namen, za katerega se uporablja piezoelektrični aktuator, običajno temelji na dejstvu, da se lahko mehansko odzove na električno silo v časovnem okviru za delček sekunde, prav tako pa ne povzroča znatnih elektromagnetnih motenj pri svojem delovanju. To vključuje običajno uporabo komponent v nastavljivih laserjih in različnih senzorjih prilagodljive optike, pa tudi nadzor ventilov na mikronivoju, kjer je pretok goriva kritičen za količino ustvarjenega potiska, na primer v sistemih za vbrizgavanje goriva in krmiljenju letalske elektronike. Piezoelektrični aktuator ima veliko uporab tudi na področju medicine, kjer je vgrajen v mikro črpalke za postopke, kot so dializa in avtomatski razpršilniki zdravil ali razpršilniki kapljic. Raziskovalne arene so odvisne tudi od piezoelektričnega aktuatorja, na primer tam, kjer je bistveni sestavni del mikroskopa atomske sile (AFM) na področju nanotehnologije.
Druga napredna področja raziskav, ki uporabljajo piezoelektrični aktuator, vključujejo natančno obdelavo, astronomske kontrole za teleskope, biotehnološke raziskave, pa tudi polprevodniško inženirstvo in proizvodnjo integriranih vezij. Nekatera od teh polj zahtevajo piezoelektrični aktuator, ki lahko nadzoruje razpone gibanja do ravni 2 mikrona (0.0001 palca) v časovnem obdobju, krajšem od 0.001 sekunde. Piezoelektrični aktuator je optimalna naprava tudi za takšne aplikacije, ker ima več edinstvenih lastnosti, vključno z zelo nizko porabo energije, ne ustvarja magnetnih polj in lahko deluje pri kriogenih temperaturah. Verjetno pa je največja uporabna lastnost naprave ta, da je polprevodniška naprava, ki ne potrebuje zobnikov ali ležajev, tako da jo je mogoče večkrat upravljati do milijard krat, ne da bi pokazali znake poslabšanja zmogljivosti.