Kernen i et quartz ur er en quartz krystal. Arbejdsprincippet for en kvartskrystal involverer at bruge den omvendte piezoelektriske effekt til at generere et elektrisk felt, der får krystallen til at vibrere, hvilket resulterer i en mekanisk reaktion. Fordi den elektriske feltstyrke, der genereres af en kvartskrystal, er meget lille, er der kun behov for et svagt eksternt elektrisk felt for at få det til at deformere. Denne egenskab gør den mekaniske ydeevne af et kvartsur mere stabil.
Kvartskrystaller har også en særlig bemærkelsesværdig egenskab: Når positive og negative strømme påføres samtidigt på begge sider, vil siden med den negative strøm bøjes til en U--form. Hvis positive og negative strømme skiftevis påføres begge sider af kvartskrystallen med jævne mellemrum, vil krystallen oscillere, og uret vil blive tidsindstillet baseret på denne oscillationsfrekvens.
