Oscylatory zegarowe to układy elektroniczne, które służą do mierzenia czasu określonych zdarzeń. Można ich używać do kontrolowania szybkości tykania sekundnika zegarka. Urządzenia te mogą być wykonane z wielu materiałów, choć najpowszechniejszym i najbardziej precyzyjnym materiałem jest kryształ kwarcu. Urządzenia te wykorzystują bodziec elektroniczny do wytworzenia ruchu mechanicznego.
Przyłożenie prądu elektrycznego do oscylatora zegara powoduje, że wibruje lub oscyluje z naturalną częstotliwością. Naturalna częstotliwość materiałów powszechnie stosowanych w tych obwodach jest wąska i stabilna. Sztywna częstotliwość oscylacji oznacza, że inżynierowie mogą wykorzystać informacje liczbowe o tej częstotliwości podczas określania taktowania oscylatorów zegarowych. Częstotliwość można wykorzystać do oznaczenia sekund lub innych jednostek czasu przy użyciu prostego wzoru matematycznego i znanej częstotliwości urządzenia. Komputery, nadajniki radiowe i odbiorniki radiowe wykorzystują oscylatory zegarowe do sterowania czasem.
Czas można mierzyć za pomocą oscylatorów zegarowych. Materiał oscylatora, czy to kwarc, ceramika, czy inny stabilny materiał, oscyluje z przewidywalną szybkością po przyłożeniu do niego bodźca elektrycznego. Częstotliwość drgań własnych oscylatora może się zmieniać w zależności od kształtu, rozmiaru i cięcia materiału, co oznacza, że oscylator należy przetestować i skalibrować przed użyciem. Większość oscylatorów stosowanych w zegarkach ma kształt kamertonów.
Kryształ kwarcowy jest najczęściej używanym urządzeniem w oscylatorach zegarowych, ponieważ ma bardzo dokładną częstotliwość własną. Kryształ kwarcu również nie jest szczególnie reaktywny w stosunku do chemikaliów, więc z czasem zachodzi bardzo niewielka zmiana struktury kryształu, dzięki czemu oscylatory kwarcu są dokładne przez wiele lat. Chociaż temperatura i ciśnienie mogą wpływać na zakres odbieranych sygnałów, adaptacje kryształu i jego obwodu mogą zmniejszyć skutki tych zewnętrznych zmian.
Zasada stosowana w oscylatorach zegarowych została po raz pierwszy odkryta przez braci Curie w 1880 roku. Nazywany efektem piezoelektrycznym, konwersja elektryczności w ruch mechaniczny lub odwrotnie — odwrotnym efektem piezoelektrycznym. Ta metoda generowania ruchu była znacznie bardziej stabilna niż starsze modele, które opierały się wyłącznie na mechanice. Jedną z pierwszych branż, która przyjęła koncepcję efektu piezoelektrycznego, był przemysł zegarmistrzowski, który przestawił się z zegarków mechanicznych wymagających nakręcania na oscylatory zegarowe kryształowe, które utrzymywały czas z bardzo małą degradacją.