某些晶体材料在交变拉压应力作用下，产生交变电场的效应称为正压电效应。反之，当晶体材料在交变电场作用下，产生伸缩变形的效应称为逆压电效应。正压电效应和逆压电效应统称为压电效应。超声波探头中的压电晶片具有压电效应。当高频电脉冲激励压电晶片时，产生逆压电效应，将电能转换为声能（机械能），探头发射超声波；当探头接收超声波时，产生正压电效应，将声能转换成电能。不难看出，超声波探头在工作时实现了电能和声能的相互转换，因此常把探头叫做换能器。

具有压电效应的材料称为压电材料。压电材料分为单晶材料和多晶材料。常用的单晶材料有石英（SiO₂）、硫酸锂（Li₂SO₄）、铌酸锂（LiNbO₃）等。常用的多晶材料有钛酸钡（BaTiO₃）、锆钛酸铅（PbZrTiO₃，缩写为PZT）、钛酸铅（PbTiO₃）等。多晶材料又称为压电陶瓷。

压电单晶体是各向异性的，其产生压电效应的机理与其特定方向上的原子排列方式有关。当晶体受到特定方向的压力而变形时，可使带有正、负电荷的原子位置沿某一方向改变，从而使晶体的一侧带有正电荷，另一侧带有负电荷。(www.daowen.com)

压电多晶体是各向同性的。为了使整个晶片具有压电效应，必须对陶瓷多晶体进行极化处理，即在一定温度下将强外电场施加在多晶体的两端，使多晶体中的各晶胞的极化方向重新取向，从而获得总体上的压电效应。