Piezoelektricitet je oblik elektriciteta koji nastaje kada su određeni kristali savijeni ili na drugi način deformirani. Ti isti kristali također se mogu učiniti da se lagano savijaju kada kroz njih prođe mala struja, potičući njihovu upotrebu u instrumentima za koje je potreban veliki stupanj mehaničke kontrole. To se zove konverzni piezoelektricitet. Na primjer, skenirajući tunelski mikroskopi (STM) koriste piezoelektrične kristale za “skeniranje” površine materijala i stvaranje slika s velikim detaljima. Piezoelektričnost je povezana s piroelektricom, u kojoj se struja stvara zagrijavanjem ili hlađenjem kristala.
Svojstvo piezoelektričnosti diktiraju i atomi u kristalu i poseban način na koji je taj kristal nastao. Neke od prvih tvari koje su korištene za demonstriranje piezoelektričnosti su topaz, kvarc, turmalin i šećer od trske. Danas znamo za mnoge kristale koji su piezoelektrični, od kojih se neki čak mogu naći u ljudskoj kosti. Određena keramika i polimeri također su pokazali učinak.
Piezoelektrični kristal sastoji se od više međusobno povezanih domena koje imaju pozitivne i negativne naboje. Ove domene su simetrične unutar kristala, zbog čega je kristal kao cjelina električno neutralan. Kada se napregne na kristal, simetrija je blago narušena, stvarajući napon. Čak i mali dio piezoelektričnog kristala može generirati napone u tisućama.
Piezoelektricitet se koristi u senzorima, aktuatorima, motorima, satovima, upaljačima i pretvaračima. Kvarcni sat koristi piezoelektričnost, kao i svaki upaljač za cigarete bez kremena. Medicinski ultrazvučni uređaji stvaraju visokofrekventne akustične vibracije pomoću piezoelektričnih kristala. Piezoelektricitet se koristi u nekim motorima za stvaranje iskre koja pali plin. Zvučnici koriste piezoelektričnost za pretvaranje dolazeće električne energije u zvuk. Piezoelektrični kristali se koriste u mnogim uređajima visokih performansi za primjenu malih mehaničkih pomaka na ljestvici nanometara.
Iako se piezoelektrični kristal nikada ne deformira za više od nekoliko nanometara kada kroz njega protječe struja, sila iza te deformacije je iznimno velika, reda veličine meganjutona. Ova deformacijska snaga se koristi u mehaničkim eksperimentima i za poravnavanje optičkih elemenata mnogo puta težih od samog piezoelektričnog kristala.