Kristalni oscilator je uređaj koji se koristi za pretvaranje električne energije u ili za proizvodnju iz mehaničke energije. U većini slučajeva, ovi su oscilatori podvrgnuti električnom impulsu koji uzrokuje njihovo osciliranje na točnoj frekvenciji. Frekvencija svakog kristala ostaje stabilna pri različitim temperaturama i pritiscima te u prisutnosti mnogo različitih materijala i kemikalija, što ga čini idealnim za operacije koje zahtijevaju precizno vrijeme u mnogim okolnostima. Ovi se uređaji obično koriste u satovima i elektronici zbog svoje preciznosti i izdržljivosti.
Svojstva kristalnog oscilatora prvi su otkrili 1880. Pierre i Jacques Curie. Ova su dva znanstvenika otkrila da će kristali kvarca proizvoditi električni naboj kada se izbace iz oblika i da će promijeniti svoj fizički oblik kada su podvrgnuti električnom naboju, svojstvo koje su nazvali piezoelektrični efekt. Eksperimenti s tim kristalima pokazali su da oni osciliraju na točnoj frekvenciji kada se kroz njih propušta električna struja.
Jedna od glavnih komponenti kristalnog oscilatora je sam kristal. Mnoge različite vrste kristala mogu se koristiti kao oscilatori, ali najčešće korištena sorta je kvarc, koji se često uzgaja u kontroliranim okolnostima prije nego što se reže i koristi kao oscilator. Kristal se izrezuje na tanku krišku ili u obliku vilice za ugađanje, a zatim se stavlja između dvije vodljive metalne ploče. Kada struja prolazi kroz uređaj, kristal se počinje širiti i skupljati, odnosno oscilirati, na točnoj frekvenciji. Pojačalo spojeno na kristalni oscilator povećava izlaznu snagu uređaja koji se zatim može koristiti za mjerenje vremena mehaničkih ili električnih procesa.
Stabilnost frekvencije kristalnog oscilatora čini ga idealnim za korištenje u satovima i elektronici. Kvarcni kristal se koristi za kontrolu vremena satova ubrzo nakon otkrića piezoelektričnog efekta. Satovi s ovim oscilatorima poznati su po svojoj sposobnosti da izdrže promjene temperature i tlaka te da ostanu točni tijekom dugog vremenskog razdoblja.
U elektronici se kristalni oscilatori često koriste u računalima, mobilnim telefonima i radijima. Kristali su korisni u ovim uređajima zbog preciznosti njihovog osciliranja, što omogućuje korištenje kristala za filtriranje neželjenih frekvencija. Kristalni oscilator također se širi i skuplja uglavnom duž jedne osi, što uređaju daje nizak fazni pomak. Ove dvije kvalitete daju mu mogućnost preciznog tempiranja procesa i održavanja jakog signala, a obje kvalitete ga čine idealnim za upotrebu u elektronici.