جوهر ساعة الكوارتز هو بلورة الكوارتز. يتضمن مبدأ عمل بلورة الكوارتز استخدام التأثير الكهرضغطي العكسي لتوليد مجال كهربائي يتسبب في اهتزاز البلورة، مما يؤدي إلى تفاعل ميكانيكي. نظرًا لأن قوة المجال الكهربائي الناتجة عن بلورة الكوارتز صغيرة جدًا، فلا يلزم سوى مجال كهربائي خارجي ضعيف لإحداث تشوه. هذه الخاصية تجعل الأداء الميكانيكي لساعة الكوارتز أكثر استقرارًا.
تتمتع بلورات الكوارتز أيضًا بخاصية رائعة بشكل خاص: عندما يتم تطبيق تيارات موجبة وسالبة في وقت واحد على كلا الجانبين، فإن الجانب ذو التيار السالب سوف ينحني إلى شكل -. إذا تم تطبيق تيارات إيجابية وسلبية بالتناوب على جانبي بلورة الكوارتز على فترات منتظمة، فسوف تتأرجح البلورة، وسيتم توقيت الساعة بناءً على تردد التذبذب هذا.
