Siłownik piezoelektryczny jest formą mikrosterowanego układu elektromechanicznego. Opiera się na efekcie piezoelektrycznym w przypadku niektórych kryształów, tak że po przyłożeniu do kryształu pola elektrycznego wytwarza naprężenia mechaniczne w jego sieci strukturalnej, które można przełożyć na ruch w skali mikrometrowej lub nanometrowej. Rodzaje siłowników mogą obejmować zarówno ciężkie systemy przemysłowe, które są zasilane siłą pneumatyczną lub hydrauliczną, jak i małe siłowniki piezoelektryczne, które mają bardzo ograniczony, ale precyzyjnie kontrolowany zakres ruchu. Typowy siłownik piezoelektryczny będzie generował ruch wzdłużny, gdy siła elektryczna zostanie przyłożona do zespołu wału lub innego połączenia mechanicznego o zakresie przemieszczenia od około 4 do 17 mikronów (0.0002 do 0.0007 cala). Ten typ systemu siłownika jest często wbudowany w tensometr, znany również jako ekstensometr, który służy do pomiaru bardzo drobnych poziomów skurczu i rozszerzania materiałów i powierzchni.
Istnieją trzy ogólne typy konstrukcji lub schematów ruchu piezoelektrycznego siłownika, które określają unikalny zakres części siłownika piezoelektrycznego, które składają się na ruch mechaniczny urządzenia. Są to siłowniki cylindryczne, bimorficzne, unimorficzne lub wielowarstwowe, a każdy z nich ma również oznaczenie modu, które zależy od rodzaju współczynnika piezoelektrycznego indukowanego naprężenia mechanicznego. Wielowarstwowy siłownik o 33 trybach jest przeznaczony do generowania ruchu wzdłuż ścieżki przyłożonego pola elektrycznego, podczas gdy cylindryczny siłownik o 31 trybach wykazuje ruch prostopadły do siły elektrycznej. Siłownik 15-trybowy wykorzystuje naprężenie ścinające w krysztale do tworzenia siły ukośnej, ale nie są one tak powszechne jak inne typy siłowników piezoelektrycznych, ponieważ naprężenie ścinające jest bardziej złożoną reakcją kryształu, którą trudno jest kontrolować i dla której należy produkować systemy.
Cel, w jakim stosuje się siłownik piezoelektryczny, opiera się zwykle na fakcie, że może on reagować mechanicznie na siłę elektryczną w ułamku sekundy, a także nie generować znaczących zakłóceń elektromagnetycznych w swoim działaniu. Obejmuje to powszechne zastosowanie elementów w przestrajalnych laserach i różnych adaptacyjnych czujnikach optycznych, a także mikropoziomową kontrolę zaworów, w których natężenie przepływu paliwa ma kluczowe znaczenie dla wielkości generowanego ciągu, na przykład w układach wtrysku paliwa i sterowaniu awioniki. Siłownik piezoelektryczny ma również wiele zastosowań w medycynie, gdzie jest wbudowany w mikropompy do zabiegów takich jak dializa i automatyczne dozowniki leków lub dozowniki kropelkowe. Obszary badawcze zależą również od siłownika piezoelektrycznego, na przykład gdzie jest on niezbędnym elementem mikroskopu sił atomowych (AFM) w dziedzinie nanotechnologii.
Inne zaawansowane dziedziny badań, w których wykorzystuje się siłownik piezoelektryczny, obejmują precyzyjną obróbkę, sterowanie astronomiczne dla teleskopów, badania biotechnologiczne, a także inżynierię półprzewodników i produkcję układów scalonych. Niektóre z tych pól wymagają siłownika piezoelektrycznego, który może kontrolować zakresy ruchu do poziomu 2 mikronów (0.0001 cala) w czasie krótszym niż 0.001 sekundy. Siłownik piezoelektryczny jest optymalnym urządzeniem również do takich zastosowań, ponieważ ma kilka unikalnych cech, w tym bardzo niski pobór mocy, nie generuje pól magnetycznych i może pracować w temperaturach kriogenicznych. Prawdopodobnie największą użyteczną cechą urządzenia jest jednak to, że jest to urządzenie półprzewodnikowe, które nie wymaga przekładni ani łożysk, dzięki czemu może być eksploatowane wielokrotnie, nawet miliardy razy, nie wykazując oznak pogorszenia wydajności.