Sensor piezoelektrik adalah perangkat yang mengukur tekanan atau regangan menggunakan piezoelektrik, sebuah fenomena di mana bahan tertentu dapat menghasilkan arus listrik ketika berubah bentuk. Dengan demikian sensor piezoelektrik dapat mengubah gaya yang diberikan padanya oleh kompresi, benturan, percepatan atau getaran menjadi sinyal listrik yang kekuatannya sebanding dengan kekuatan gaya. Ada sejumlah bahan alami yang menunjukkan efek ini, terutama kuarsa dan turmalin. Bahan piezoelektrik juga dapat disintesis secara industri. Bahan piezoelektrik sintetis dapat berupa bahan kristal tunggal yang mirip dengan kristal alami tetapi dengan sifat yang ditingkatkan, seperti kristal galium fosfat; bahan piezoceramic seperti timbal zirkonat titanat (PZT), yang dapat diproduksi dengan murah dengan sintering, atau memanaskan bahan bubuk dalam tungku; dan polimer seperti polivinilidena fluorida (PVDF) yang dapat dibuat menjadi film tipis dan fleksibel.
Sinyal listrik yang dihasilkan oleh sensor piezoelektrik turun dengan cepat setelah gaya pertama kali diterapkan. Ini berarti bahwa mereka tidak cocok untuk mengukur gaya statis; namun, mereka sangat baik dalam mengukur kekuatan dengan durasi yang sangat singkat, seperti kekuatan tumbukan. Sensor kristal tunggal dan piezoceramic sangat kaku dan memiliki frekuensi alami yang sangat tinggi. Frekuensi alami dari sebuah sensor membatasi penggunaannya, karena kesalahan pengukuran akan terjadi ketika frekuensi getaran yang akan diukur mendekati frekuensi dari sensor. Namun, frekuensi alami yang tinggi dari sensor piezoelektrik memungkinkannya untuk secara akurat mengukur frekuensi yang sangat tinggi. Ini berarti dapat digunakan untuk mendeteksi pola getaran yang tidak biasa yang mungkin disebabkan oleh cacat pada bahan dan komponen.
Kekakuan tinggi dari kristal tunggal dan sensor piezoceramic berarti mereka sering memiliki sifat fisik yang mirip dengan bahan, seperti baja, dari mana alat dan mesin dibuat. Oleh karena itu, sensor dapat digabungkan ke dalam alat dan mesin sebagai bagian dari strukturnya, sehingga dapat dibangun dengan sensor bawaan. Jenis sensor piezoelektrik ini juga sangat kuat, mampu menangani gaya tumbukan yang kuat dan beroperasi secara efektif pada suhu tinggi, dan digunakan di banyak aplikasi industri untuk mengukur tekanan dan regangan pada material. Mereka juga dapat digunakan untuk mengukur percepatan — ketika suatu benda dipercepat, benda itu memberikan gaya ke arah yang berlawanan yang dapat diukur oleh sensor.
Sensor piezoelektrik memiliki berbagai aplikasi lain. Salah satu aplikasi umum adalah di mikrofon, di mana gaya yang diberikan oleh gelombang suara diubah menjadi sinyal listrik dan direkam atau diperkuat. Bahan piezoelektrik yang fleksibel dan ringan seperti PVDF dapat digunakan di layar sentuh dan bantalan sentuh, dan juga memiliki aplikasi dalam penelitian ilmiah. Misalnya, sensor kecil dapat dipasang pada hewan kecil dan bahkan serangga untuk memantau aktivitas dan perilaku mereka.