Kui kvartskristall deformeerub mehaanilise pinge abil konkreetses suunas, toimub selles polarisatsioon ja selle pinnale ilmnevad vastupidise polaarsuse laengud. Kui väline jõud on eemaldatud, naaseb kristall oma neutraalsesse olekusse. Kuid kui välise jõu suund muutub, muutub ka laengu polaarsus. Seda nähtust nimetatakse kvartskristalli piesoelektriliseks toimeks.
Vastupidiselt, kui kvartskristall on vahelduva elektriväljaga, läbib see mehaanilist deformatsiooni konkreetses suunas, mida nimetatakse mehaaniliseks vibratsiooniks. Kui rakendatud elektriväli kaob, kaob see deformatsioon. Seda nähtust nimetatakse pöördvõrdeliseks piesoelektriliseks efektiks, mida tavaliselt nimetatakse ka elektrostriktiivseks efektiks.
Kristalle, millel on piesoelektriline toime, nimetatakse piesoelektrilisteks kristallideks ja kvartskristallid on ehe näide. Tegelikult avastati piesoelektriline efekt esmakordselt kvartskristallides.