Принцип роботи ґрунтується на хімічних властивостях. кварцу. Цей мінерал – п'єзоелетрик: під впливом електрики у годинникових схемах він коливається (вібрує) із частотою 32 768 разів на секунду. Мікросхема підраховує кількість вібрацій та використовує їх для генерації регулярних електричних імпульсів один раз на секунду.
Цей кристал – аналог спіралі – налаштовують на певну частоту коливань, найчастіше 32 768 герц Це приблизно в десять тисяч разів більше, ніж кількість коливань балансу у звичайних механічних годинник. З такою частотою видає імпульси генератор аналог балансу.
Кварцевий годинник завжди точніше за механічні. У середньому похибка ходу становить ±20 секунд на місяць (тоді як у механіки ±20 секунд на день). Також є чимало рекордсменів, які дотримуються суворіших свідчень: ±5 секунд на рік. Кварцевий годинник не потрібно постійно заводити.
Запас ходу (енергії) у кварцового годинника, що працюють від батарейки – від 24 місяців до 10 років. А у годин, що працюють від акумулятора – 3-12 місяців. Це повний заряд акумулятора та термін його служби. При регулярній підзарядці – 15 років і більше.