石英晶體微天平(Quartz Crystal Microbalance，QCM)是一種基于石英晶體壓電效應的高靈敏度質量檢測儀器，能夠實時監測晶體表面質量變化，測量精度可達納克級(±1.5ppm)，甚至皮克級，相當于能感知“單分子層厚度”的質量變化。
 

　　石英晶體微天平利用了石英晶體的壓電效應：
 

　　壓電效應：石英晶體內部每個晶格在不受外力作用時呈正六邊形。若在晶片的兩側施加機械壓力，會使晶格的電荷中心發生偏移而極化，在晶片相應的方向上產生電場；反之，若在石英晶體的兩個電極上加一電場，晶片就會產生機械形變。
 

　　壓電諧振：如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會產生機械振動，同時晶片的機械振動又會產生交變電場。在一般情況下，晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振幅明顯加大，這種現象稱為壓電諧振。
 

　　質量-頻率關系：當晶體表面吸附物質時，其共振頻率會發生偏移。通過測量頻率變化，可以計算質量變化。1959年，德國科學家G. Sauerbrey研究發現，在假定外加持量均勻剛性地附著于QCM的金電極表面的條件下，QCM的諧振頻率變化與外加質量成正比。通過Sauerbrey方程，吸附在晶體傳感器上的物質質量就可以和頻率的改變建立關系。