Piezoelektrični učinek je edinstvena lastnost določenih kristalov, kjer bodo ustvarili električno polje ali tok, če so izpostavljeni fizičnemu stresu. Enak učinek je mogoče opaziti tudi v obratni smeri, kjer bo naloženo električno polje na kristal obremenilo njegovo strukturo. Piezoelektrični učinek je bistven za pretvornike, ki so električne komponente, ki se uporabljajo v najrazličnejših aplikacijah senzorjev in vezij. Kljub vsestranskosti pojava za aplikacije v elektromehanskih napravah so ga odkrili leta 1880, vendar je široko uporabo našel šele približno pol stoletja pozneje. Vrste kristalnih struktur, ki kažejo piezoelektrični učinek, vključujejo kremen, topaz in sol Rochelle, ki je vrsta kalijeve soli s kemijsko formulo KNaC4H4O6 4H2O.
Pierre Curie, ki je znan po tem, da je leta 1903 z ženo Marie prejel Nobelovo nagrado za fiziko za raziskave sevanja, je zaslužen za odkritje piezoelektričnega učinka z bratom Jacquesom Curiejem leta 1880. Brata takrat še nista odkrila inverznega piezoelektričnega učinka , kjer pa elektrika deformira kristale. Gabrielu Lippmannu, francosko-luksemburškemu fiziku, pripisujejo naslednje leto odkritje inverznega učinka, zaradi česar je leta 1883 izumil Lippmannov elektrometer, napravo, ki je bila v središču delovanja prvega eksperimentalnega elektrokardiografskega (EKG) aparata.
Piezoelektrični učinki imajo edinstveno lastnost, da pogosto razvijejo na tisoče voltov potencialne razlike električne energije z zelo nizkimi nivoji toka. Zaradi tega so celo majhni piezoelektrični kristali uporabni predmeti za ustvarjanje isker v opremi za vžig, kot so plinske pečice. Druge pogoste uporabe piezoelektričnih kristalov vključujejo nadzor natančnih premikov v mikroskopi, tiskalnikih in elektronskih urah.
Proces, pri katerem se pojavi piezoelektrični učinek, temelji na osnovni strukturi kristalne mreže. Kristali imajo na splošno ravnovesje naboja, kjer se negativni in pozitivni naboji natančno izničijo vzdolž togih ravnin kristalne mreže. Ko se to ravnovesje naboja poruši s fizičnim obremenitvijo kristala, se energija prenaša z električnimi nosilci naboja, kar ustvarja tok v kristalu. Z obratnim piezoelektričnim učinkom bo uporaba zunanjega električnega polja na kristal neuravnotežila stanje nevtralnega naboja, kar povzroči mehansko obremenitev in rahlo prilagoditev strukture rešetke.
Od leta 2011 je bil piezoelektrični učinek močno monopoliziran in se uporablja v vsem, od kvarčnih ur do vžigalnikov za grelnik vode, prenosnih žarov in celo nekaterih ročnih vžigalnikov. V računalniških tiskalnikih se drobni kristalčki uporabljajo na šobah brizgalnih tiskalnikov, da blokirajo pretok črnila. Ko se nanje dovaja tok, se deformirajo, kar omogoča, da črnilo teče na papir v skrbno nadzorovanih količinah, da nastane besedilo in slike.
Piezoelektrični učinek se lahko uporablja tudi za ustvarjanje zvoka za miniaturne zvočnike v urah in v zvočnih pretvornikih za merjenje razdalj med predmeti, kot so iskalniki čepov v gradbeništvu. Ultrazvočni pretvorniki temeljijo tudi na piezoelektričnih kristalih in številnih mikrofonih. Od leta 2011 uporabljajo kristale iz barijevega titanata, svinčevega titanata ali svinčevega cirkonata, ki proizvajajo nižje napetosti kot sol Rochelle, ki je bila standardni kristal v zgodnjih oblikah teh tehnologij.
Ena najnaprednejših oblik tehnologije za izkoriščanje piezoelektričnega učinka od leta 2011 je skenirni tunelski mikroskop (STM), ki se uporablja za vizualni pregled strukture atomov in majhnih molekul. STM je temeljno orodje na področju nanotehnologije. Piezoelektrični kristali, ki se uporabljajo v STM, so sposobni ustvariti merljivo gibanje na lestvici le nekaj nanometrov ali milijardenk metra.