Језгро кварцног сата је кварцни кристал. Принцип рада кварцног кристала укључује коришћење инверзног пиезоелектричног ефекта за генерисање електричног поља које узрокује да кристал вибрира, што резултира механичком реакцијом. Пошто је јачина електричног поља коју генерише кристал кварца веома мала, потребно је само слабо спољашње електрично поље да изазове његову деформацију. Ова карактеристика чини механичке перформансе кварцног сата стабилнијим.
Кристали кварца такође имају посебно изванредно својство: када се позитивна и негативна струја истовремено примењују на обе стране, страна са негативном струјом ће се савити у У-облик. Ако се позитивне и негативне струје наизменично примењују на обе стране кварцног кристала у правилним интервалима, кристал ће осциловати, а сат ће бити подешен на основу ове фреквенције осциловања.
