क्वार्ट्ज़ घड़ी का मूल एक क्वार्ट्ज़ क्रिस्टल है। क्वार्ट्ज क्रिस्टल के कार्य सिद्धांत में एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए व्युत्क्रम पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करना शामिल है जो क्रिस्टल को कंपन करने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप एक यांत्रिक प्रतिक्रिया होती है। क्योंकि क्वार्ट्ज क्रिस्टल द्वारा उत्पन्न विद्युत क्षेत्र की ताकत बहुत छोटी होती है, इसे विकृत करने के लिए केवल एक कमजोर बाहरी विद्युत क्षेत्र की आवश्यकता होती है। यह विशेषता क्वार्ट्ज घड़ी के यांत्रिक प्रदर्शन को अधिक स्थिर बनाती है।
क्वार्ट्ज क्रिस्टल में भी एक विशेष रूप से उल्लेखनीय गुण होता है: जब सकारात्मक और नकारात्मक धाराओं को एक साथ दोनों तरफ लागू किया जाता है, तो नकारात्मक धारा वाला पक्ष यू - आकार में झुक जाएगा। यदि सकारात्मक और नकारात्मक धाराओं को नियमित अंतराल पर क्वार्ट्ज क्रिस्टल के दोनों किनारों पर वैकल्पिक रूप से लागू किया जाता है, तो क्रिस्टल दोलन करेगा, और घड़ी इस दोलन आवृत्ति के आधार पर समयबद्ध होगी।
