晶振（石英晶體振盪器）的工作原理主要基於石英晶體的壓電效應和諧振特性。
當在石英晶片的兩側施加交變電壓時，晶片會產生機械振動，而這種機械振動又會產生交變電場。在特定頻率下，這種機械振動的振幅會急劇增加，這種現象稱為壓電諧振。
石英晶體在結構上可以等效為一個電容和一個電阻並聯再串聯一個電容的二端網路，這個網路有兩個諧振點，較低的頻率是串聯諧振，較高的頻率是並聯諧振。由於晶體自身的特性，這兩個頻率的距離相當接近。在這個極窄的頻率範圍內，晶振等效為一個電感。因此，只要晶振的兩端並聯上合適的電容，它就會組成並聯諧振電路。這個並聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振盪電路。由於晶振等效為電感的頻率範圍很窄，即使其他元件的參數變化很大，這個振盪器的頻率也不會有顯著變化。
晶振的一個重要參數是負載電容值。選擇與負載電容值相等的並聯電容，就可以得到晶振標稱的諧振頻率。
總的來說，晶振利用石英晶體的壓電效應和諧振特性，在共振狀態下工作，提供穩定、精確的單頻振盪。