Neke kristalne strukture daju električni naboj kada su napregnute ili uvijene, što je poznato kao piezoelektrični efekt. Ovo se koristi u mnogim elektroničkim sklopovima. Piezo linearni aktuator koristi ovaj efekt u obrnutom smjeru, tako da električna struja uzrokuje kretanje u kristalu. Ovi aktuatori se često nalaze u mikroelektroničkim ili vrlo malim motorima i gdje su potrebni mali pokreti u ravnoj liniji, kao što su mikro prekidači.
Postoje dvije glavne vrste piezo aktuatora, koračni i kontinuirani rad, koji se razlikuju po djelovanju koje proizlazi iz električnog ulaza. Koračni piezo kristal pomiče mjerljivu količinu sa svakom električnom aktivacijom. Ovo je tip kretanja koji se obično povezuje s piezo linearnim aktuatorom, koji se kreće naprijed-natrag u linearnom ili pravocrtnom gibanju.
Mnogi piezo kristali također imaju rezonantne frekvencije, gdje će električni ulaz određenog napona uzrokovati da kristal rezonira ili vibrira određenom brzinom. Efekti rezonantne frekvencije mogu se koristiti za kontinuirane aktuatore, gdje svaka vibracija uzrokuje mali pomak. Koristeći prednost rezonancije, mali pokreti se mogu kombinirati u pokret koji se čini kontinuiranim.
Piezo linearni aktuator koristi tarnu podlogu na jednoj površini kristala koja se može postaviti uz šipku, kotač ili drugi uređaj koji treba pomicati. Kada se kristal pomiče, frikcioni jastučić prenosi to kretanje na uređaj. Nakon što je električni ulaz zaustavljen, kristal se vraća u svoj izvorni oblik, a frikcioni jastučić se odmiče od uređaja do sljedeće aktivacije.
Slaganje ili slaganje pojedinačnih kristala zajedno može rezultirati većim pokretima. Električne veze su napravljene za svaki kristal u hrpi, a kada se aktivira, kombinirano kretanje je približno zbroj svakog kristala u hrpi. Postavljanje kristala jedan nasuprot drugome duž duljine aktuatora može stvoriti duža linearna kretanja. Električni ulaz izmjenjuje se s kristalima na svakoj strani piezo linearnog aktuatora, što uzrokuje da se pomakne dalje od jednog ulaza.
Kretanje kristalne strukture ne ovisi samo o električnom naboju, već o polaritetu ili smjeru strujanja elektrona. Obrnuti električni polaritet može uzrokovati pomicanje ili deformaciju kristala u suprotnom smjeru. Ovaj efekt se koristi za pomicanje piezo linearnog aktuatora u suprotnom smjeru, ili naprijed-natrag uzastopnom promjenom polariteta.