Piezoelektrični senzor je naprava, ki meri tlak ali obremenitev s piezoelektričnostjo, pojav, pri katerem lahko določeni materiali pri deformaciji ustvarijo električni tok. Tako lahko piezoelektrični senzor pretvarja silo, ki nanj deluje s stiskanjem, udarcem, pospeševanjem ali tresljanjem, v električni signal, katerega moč je sorazmerna z močjo sile. Obstajajo številni naravni materiali, ki dokazujejo ta učinek, predvsem kremen in turmalin. Piezoelektrične materiale je mogoče sintetizirati tudi industrijsko. Sintetični piezoelektrični materiali so lahko monokristalni materiali, podobni naravnim kristalom, vendar z izboljšanimi lastnostmi, kot so kristali galijevega fosfata; piezokeramični materiali, kot je svinčev cirkonat titanat (PZT), ki jih je mogoče poceni izdelati s sintranjem ali segrevanjem praškastih sestavin v peči; in polimeri, kot je poliviniliden fluorid (PVDF), ki jih je mogoče izdelati v tanke, prožne filme.
Električni signal, ki ga ustvarijo piezoelektrični senzorji, hitro pade po prvi uporabi sile. To pomeni, da niso primerni za merjenje statične sile; vendar so odlični pri merjenju sil zelo kratkega trajanja, kot so udarne sile. Monokristalni in piezokeramični senzorji so zelo togi in imajo zelo visoko naravno frekvenco. Naravna frekvenca senzorja omejuje njegovo uporabo, saj se bodo napake pri merjenju pojavile, ko je frekvenca vibracij, ki jih je treba meriti, blizu frekvenci senzorja. Vendar pa visoka naravna frekvenca piezoelektričnega senzorja omogoča natančno merjenje zelo visokih frekvenc. To pomeni, da se lahko uporablja za odkrivanje nenavadnih vzorcev vibracij, ki bi jih lahko povzročile napake v materialih in komponentah.
Visoka togost monokristalnih in piezokeramičnih senzorjev pomeni, da imajo pogosto podobne fizikalne lastnosti kot materiali, kot je jeklo, iz katerega so izdelana orodja in stroji. Senzorje je torej mogoče vgraditi v orodja in stroje kot del njihove strukture, tako da jih je mogoče izdelati z vgrajenimi senzorji. Ta vrsta piezoelektričnega senzorja je tudi zelo robustna, saj lahko prenese močne udarne sile in učinkovito deluje pri visokih temperaturah ter se uporablja v številnih industrijskih aplikacijah za merjenje tlaka in obremenitve materialov. Uporabljajo se lahko tudi za merjenje pospeška – ko predmet pospešuje, deluje s silo v nasprotni smeri, ki jo lahko izmeri senzor.
Piezoelektrični senzorji imajo široko paleto drugih aplikacij. Ena pogosta uporaba je v mikrofonih, kjer se sila, ki jo povzročajo zvočni valovi, pretvori v električne signale in posname ali ojača. Fleksibilni, lahki piezoelektrični materiali, kot je PVDF, se lahko uporabljajo v zaslonih na dotik in sledilnih ploščicah ter se uporabljajo tudi v znanstvenih raziskavah. Drobne senzorje je na primer mogoče pritrditi na majhne živali in celo žuželke, da spremljajo njihovo aktivnost in vedenje.