Piezoelektrični efekt je jedinstveno svojstvo određenih kristala gdje će generirati električno polje ili struju ako su podvrgnuti fizičkom naprezanju. Isti učinak može se primijetiti i obrnuto, gdje će nametnuto električno polje na kristal staviti stres na njegovu strukturu. Piezoelektrični efekt je bitan za pretvarače, koji su električne komponente koje se koriste u širokom spektru primjena senzora i sklopova. Unatoč svestranosti ovog fenomena za primjenu u elektro-mehaničkim uređajima, otkriven je 1880. godine, ali je široku upotrebu naišao tek otprilike pola stoljeća kasnije. Vrste kristalnih struktura koje pokazuju piezoelektrični učinak uključuju kvarc, topaz i Rochelleovu sol, koja je vrsta kalijeve soli s kemijskom formulom KNaC4H4O6 4H2O.
Pierre Curie, koji je poznat po tome što je 1903. godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku za istraživanje zračenja sa svojom suprugom Marie, zaslužan je za otkriće piezoelektričnog efekta sa svojim bratom Jacquesom Curiejem 1880. Braća u to vrijeme nisu otkrila inverzni piezoelektrični efekt , međutim, gdje elektricitet deformira kristale. Gabriel Lippmann, francusko-luksemburški fizičar, zaslužan je za otkriće inverznog učinka sljedeće godine, što je dovelo do njegovog izuma Lippmannova elektrometra 1883., uređaja u srcu rada prvog eksperimentalnog elektrokardiografskog (EKG) stroja.
Piezoelektrični efekti imaju jedinstveno svojstvo da često razvijaju tisuće volti razlike potencijala električne energije uz vrlo niske razine struje. To čini čak i sićušne piezoelektrične kristale korisnim objektima za stvaranje iskri u opremi za paljenje kao što su plinske pećnice. Ostale uobičajene upotrebe piezoelektričnih kristala uključuju kontrolu preciznih pokreta u mikroskopima, pisačima i elektroničkim satovima.
Proces u kojem se odvija piezoelektrični efekt temelji se na temeljnoj strukturi kristalne rešetke. Kristali općenito imaju ravnotežu naboja gdje se negativni i pozitivni naboji precizno međusobno poništavaju duž krutih ravnina kristalne rešetke. Kada se ova ravnoteža naboja poremeti primjenom fizičkog stresa na kristal, energija se prenosi pomoću električnih nosača naboja, stvarajući struju u kristalu. S obrnutim piezoelektričnim učinkom, primjena vanjskog električnog polja na kristal će debalansirati stanje neutralnog naboja, što rezultira mehaničkim naprezanjem i blagim prilagođavanjem strukture rešetke.
Od 2011., piezoelektrični efekt je široko monopoliziran i koristi se u svemu, od kvarcnih satova do upaljača za bojlere, prijenosnih roštilja, pa čak i nekih ručnih upaljača. U računalnim pisačima, minijaturni kristali se koriste na mlaznicama inkjet za blokiranje protoka tinte. Kada se na njih dovede struja, deformiraju se, dopuštajući tinti da teče na papir u pažljivo kontroliranim količinama kako bi se proizveo tekst i slike.
Piezoelektrični efekt se također može koristiti za generiranje zvuka za minijaturne zvučnike u satovima, te u zvučnim pretvaračima za mjerenje udaljenosti između objekata kao što su tražila za klinove u građevinarstvu. Ultrazvučni pretvarači također se temelje na piezoelektričnim kristalima kao i na mnogim mikrofonima. Od 2011. koriste kristale izrađene od barijevog titanata, olovnog titanata ili olovnog cirkonata, koji proizvode niže napone od Rochelleove soli, koja je bila standardni kristal u ranim oblicima ovih tehnologija.
Jedan od najnaprednijih oblika tehnologije za iskorištavanje piezoelektričnog efekta od 2011. jest skenirajući tunelski mikroskop (STM) koji se koristi za vizualno ispitivanje strukture atoma i malih molekula. STM je temeljni alat u području nanotehnologije. Piezoelektrični kristali koji se koriste u STM-ima sposobni su generirati mjerljivo gibanje na ljestvici od samo nekoliko nanometara ili milijarditih dijelova metra.