石英晶体微天平是一种基于石英晶体的压电效应对其电极表面质量变化进行测量的仪器。其发展始于上世纪60年代初期，是一种非常灵敏的质量检测仪器，其测量精度可达纳克级。

　　石英晶体微天平利用了石英晶体的压电效应，将石英晶体电极表面质量变化转化为石英晶体振荡电路输出电信号的频率变化，进而通过计算机等其他辅助设备获得高精度的数据。

　　QCM 主要由石英晶体传感器、信号收集、信号检测和数据处理等部分组成。石英晶体传感器则是其核心的构件，其基本构造是：从一块石英晶体上沿着与石英晶体主光轴成35°15'切割(AT-CUT)得到石英晶体振荡片。[6]在它的两个对应面上涂敷金层作为电极，石英晶体夹在两片电极中间形成三明治结构。根据需要，还可以在金属电极上有选择地镀膜来进一步拓宽其应用。例如，在电极表面加一层具有选择性的吸附膜，可用来探测气体的化学成分或监测化学反应的进行情况；不同金属及金属氧/氮化物镀膜，以及合金镀层可用来进行金属腐蚀性能和人工关节的排异反应研究。而表面修饰生物材料如多肽，等可以让QCM作为基因传感器在生物领域的有着广阔应用。[5][7]

　　随着科技日新月异的发展，QCM仪器也进行了大幅的更新。而与其他仪器的联用使得QCM在更多领域发挥其特长。传统的QCM仪器流动样品池可以进行水相/油相等液相实验；新式的窗口流动池可以与光学显微镜联合，同时观测诸如细胞等在芯片表面繁殖的过程；电化学样品池可以实时检测吸附样品阻抗等电化学性质的变化；光学样品池可以让光化学反应实验在QCM仪器上变为可能；而椭偏样品池，基于椭偏仪原理，可以准确的测量吸附层的含水量。

　　石英晶体微天平的其他组成结构在不同型号和规格的仪器中也不尽相同，可根据测量需要选用或联用。一般附属结构还包括振荡线路、频率计数器、计算机系统等；另外经常加装一些辅助输出设备，例如显示器、打印机等。