Oscylator kwarcowy to urządzenie służące do przekształcania energii elektrycznej lub wytwarzania jej z energii mechanicznej. W większości przypadków oscylatory te poddawane są impulsowi elektrycznemu, który powoduje ich drgania z określoną częstotliwością. Częstotliwość każdego kryształu pozostaje stabilna w różnych temperaturach i ciśnieniach oraz w obecności wielu różnych materiałów i chemikaliów, dzięki czemu idealnie nadaje się do operacji wymagających precyzyjnej synchronizacji w wielu okolicznościach. Urządzenia te są powszechnie stosowane w zegarkach i elektronice, zarówno ze względu na ich precyzję, jak i trwałość.
Właściwości oscylatora kryształowego po raz pierwszy odkryli w 1880 roku Pierre i Jacques Curie. Ci dwaj naukowcy odkryli, że kryształy kwarcu będą wytwarzać ładunek elektryczny, gdy zostaną wytrącone z kształtu, i zmienią swój fizyczny kształt pod wpływem ładunku elektrycznego, który to właściwość nazwali efektem piezoelektrycznym. Eksperymenty z tymi kryształami wykazały, że oscylują one z dokładną częstotliwością, gdy przepływa przez nie prąd elektryczny.
Jednym z głównych elementów oscylatora kryształowego jest sam kryształ. Jako oscylatory można użyć wielu różnych rodzajów kryształów, ale najczęściej stosowaną odmianą jest kwarc, który jest często uprawiany w kontrolowanych warunkach, zanim zostanie pocięty i użyty jako oscylator. Kryształ jest cięty na cienki plasterek lub na kształt kamertonu, a następnie umieszczany między dwoma przewodzącymi metalowymi płytkami. Kiedy prąd przepływa przez urządzenie, kryształ zaczyna się rozszerzać i kurczyć lub oscylować z określoną częstotliwością. Wzmacniacz podłączony do oscylatora kwarcowego zwiększa moc wyjściową urządzenia, która może być następnie wykorzystana do pomiaru czasu procesów mechanicznych lub elektrycznych.
Stabilność częstotliwości oscylatora kwarcowego czyni go idealnym do stosowania w zegarkach i elektronice. Kryształ kwarcu był używany do kontrolowania czasu zegarków wkrótce po odkryciu efektu piezoelektrycznego. Zegarki z tymi oscylatorami są znane ze swojej zdolności do wytrzymywania zmian temperatury i ciśnienia oraz zachowania dokładności przez długi czas.
W elektronice oscylatory kwarcowe są często używane w komputerach, telefonach komórkowych i radiach. Kryształy są przydatne w tych urządzeniach ze względu na precyzję ich oscylacji, która pozwala wykorzystać kryształ do odfiltrowania niepożądanych częstotliwości. Oscylator kwarcowy również rozszerza się i kurczy głównie wzdłuż jednej osi, co daje urządzeniu niewielkie przesunięcie fazowe. Te dwie cechy dają mu możliwość dokładnego pomiaru czasu procesu i utrzymania silnego sygnału, co czyni go idealnym do zastosowania w elektronice.