Przetwornik piezoelektryczny to urządzenie, które przekształca jeden rodzaj energii w inny, wykorzystując właściwości piezoelektryczne niektórych kryształów lub innych materiałów. Kiedy materiał piezoelektryczny jest poddawany naprężeniu lub sile, generuje potencjał elektryczny lub napięcie proporcjonalne do wielkości siły. Dzięki temu ten typ przetwornika idealnie nadaje się jako konwerter energii mechanicznej lub siły na potencjał elektryczny.
Wysoka czułość przetworników piezoelektrycznych sprawia, że są one przydatne w mikrofonach, gdzie zamieniają ciśnienie akustyczne na napięcie elektryczne, w wagach precyzyjnych, w akcelerometrach i czujnikach ruchu oraz jako generatory i detektory ultradźwięków. Wykorzystywane są również w badaniach nieniszczących, przy wytwarzaniu wysokich napięć oraz w wielu innych zastosowaniach wymagających precyzyjnego wykrywania ruchu lub siły.
Efekt piezoelektryczny działa również odwrotnie, ponieważ napięcie przyłożone do materiału piezoelektrycznego spowoduje zgięcie, rozciągnięcie lub odkształcenie w inny sposób. Odkształcenie to jest zwykle bardzo nieznaczne i proporcjonalne do przyłożonego napięcia, dlatego odwrotny efekt oferuje metodę precyzyjnego ruchu w mikroskali. Przetwornik może zatem być używany jako siłownik do dokładnej regulacji precyzyjnych instrumentów optycznych, laserów i mikroskopów sił atomowych.
Urządzenia te mogą być używane zarówno jako czujniki, jak i siłowniki, dlatego nazywa się je przetwornikami, terminem stosowanym do każdego urządzenia, które może konwertować jedną formę energii na inną. W rezultacie do tej pozycji należą zarówno czujniki piezoelektryczne, jak i siłowniki piezoelektryczne. Czujnik zamienia energię mechaniczną na potencjał elektryczny, a siłownik zamienia energię elektryczną na siłę mechaniczną lub ruch.
Napięcie generowane przez przetworniki piezoelektryczne może być dość wysokie, często rzędu tysięcy woltów, ale jest krótkie i występuje tylko wtedy, gdy materiał jest wstępnie odkształcony. Dzięki temu są przydatne w elektronicznych zapalniczkach do papierosów i zapalnikach przyciskowych do kuchenek gazowych i grilli. W tych zastosowaniach naciśnięcie przycisku aktywuje mały, sprężynowy młotek, który uderza w materiał piezoelektryczny i generuje napięcie wystarczające do spowodowania przeskoku łuku elektrycznego między odsłoniętymi elektrodami zapalnika.
Początkowo uważano, że jest to właściwość tylko określonych rodzajów kryształów, takich jak kwarc i topaz, postępy w materiałoznawstwie doprowadziły do stworzenia polimerów i ceramiki, które również wykazują właściwości piezoelektryczne. W rzeczywistości najczęściej stosowanym obecnie materiałem piezoelektrycznym jest sztuczny ceramiczny tytanian cyrkonianu ołowiu, znany jako PZT. Materiał ten pod daną siłą zapewnia dwukrotnie większe napięcie niż kwarc.
Przetworniki te są proste, niezawodne i bardzo wytrzymałe, dzięki czemu znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle, medycynie i pracach lotniczych. Nie mają na nie wpływu zewnętrzne pola elektromagnetyczne, dzięki czemu mogą być używane w aplikacjach, w których zawodzą czujniki elektroniczne. Są stabilne w szerokim zakresie temperatur, ale może to być spowodowane długim użytkowaniem w wysokich temperaturach.