石英晶体传感器的核心是传感元件—压电石英晶片，其工作原理是压电效应，即石英晶体在某些方向受到机械应力后，便会产生电偶极子；相反， 若在石英某方向施以电压，则其特定方向上会产生形变，这一现象称为逆压电效应。
若在石英晶体上施加交变电场，则晶体晶格将产生机械振动，当外加电场的频率和晶体的固有振荡频率一致时，则出现晶体的谐振。由于石英晶体在压力下产出的电场强度很小，这样仅需很弱的外加电场即可产生形变，这一特性使压电石英晶体很容易在外加交变电场激励下产生谐振。其振荡能量损耗小，振荡频率极稳定，这些再加上石英优良的机械、电气和化学稳定性，使它自40年代以来就成为石英钟、电子表、电话、电视、计算机等与数字电路有关的频率基准元件。
