Piezoelektrični senzor je uređaj koji mjeri tlak ili naprezanje koristeći piezoelektričnost, fenomen u kojem određeni materijali mogu generirati električnu struju kada su deformirani. Tako piezoelektrični senzor može pretvoriti silu koja se na njega djeluje kompresijom, udarcem, ubrzanjem ili vibracijom u električni signal čija je snaga proporcionalna snazi sile. Postoji niz prirodnih materijala koji pokazuju ovaj učinak, a posebno kvarc i turmalin. Piezoelektrični materijali mogu se sintetizirati i industrijski. Sintetski piezoelektrični materijali mogu biti monokristalni materijali slični prirodnim kristalima, ali s poboljšanim svojstvima, kao što su kristali galij fosfata; piezokeramičke materijale kao što je olovni cirkonat titanat (PZT), koji se može jeftino proizvesti sinteriranjem ili zagrijavanjem praškastih sastojaka u peći; i polimeri kao što je poliviniliden fluorid (PVDF) koji se mogu napraviti u tanke, fleksibilne filmove.
Električni signal koji generiraju piezoelektrični senzori brzo pada nakon prve primjene sile. To znači da su neprikladni za mjerenje statičke sile; međutim, oni su izvrsni u mjerenju sila vrlo kratkog trajanja, kao što su udarne sile. Monokristalni i piezokeramički senzori su vrlo kruti i imaju vrlo visoku prirodnu frekvenciju. Prirodna frekvencija senzora nameće ograničenja za njegovu upotrebu, budući da će se pogreške u mjerenju pojaviti kada je frekvencija vibracije koja se mjeri bliska onoj senzora. Međutim, visoka prirodna frekvencija piezoelektričnog senzora omogućuje mu precizno mjerenje vrlo visokih frekvencija. To znači da se može koristiti za otkrivanje neobičnih uzoraka vibracija koje bi mogle biti uzrokovane defektima materijala i komponenti.
Visoka krutost monokristalnih i piezokeramičkih senzora znači da često imaju slična fizička svojstva kao i materijali, poput čelika, od kojih se izrađuju alati i strojevi. Senzori se stoga mogu ugraditi u alate i strojeve kao dio njihove strukture, tako da se mogu konstruirati s ugrađenim senzorima. Ovaj tip piezoelektričnog senzora također je vrlo robustan, može podnijeti jake udarne sile i učinkovito raditi na visokim temperaturama, a koristi se u mnogim industrijskim primjenama za mjerenje tlaka i naprezanja materijala. Također se mogu koristiti za mjerenje ubrzanja – kada objekt ubrzava djeluje silom u suprotnom smjeru koju može izmjeriti senzor.
Piezoelektrični senzori imaju širok raspon drugih primjena. Jedna uobičajena primjena je u mikrofonima, gdje se sila koju djeluju zvučni valovi pretvaraju u električne signale i snimaju ili pojačavaju. Fleksibilni, lagani piezoelektrični materijali kao što je PVDF mogu se koristiti u zaslonima osjetljivim na dodir i touch padovima, a također imaju primjenu u znanstvenim istraživanjima. Na primjer, sićušni senzori mogu se pričvrstiti na male životinje, pa čak i kukce kako bi pratili njihovu aktivnost i ponašanje.