A diferencia del reloj mecánico, ya sea de mecanismo automático o manual, el reloj con movimiento de cuarzo obtiene la energía de una batería. Esta batería envía un impulso eléctrico a una delgada lámina de cuarzo, que es lo que medirá el tiempo, ya que el cuarzo vibra al recibir dicha carga eléctrica. Se utiliza el cuarzo en lámina ya que es al comprimirlo y estirarlo cuando sus átomos adquieren la posibilidad de producir un campo eléctrico. Esta vibración es medida por un microprocesador que obtiene el número de vibraciones por segundo de este cuarzo, por lo que restaría tan solo trasladar el movimiento a las agujas del reloj o a una pantalla digital cada determinado número de vibraciones, ya que el microprocesador determina cuándo empieza un nuevo segundo, minuto y hora.

Se utiliza el cuarzo como oscilador ya que es uno de los minerales que mejor mantienen el número de vibraciones por segundo, también por su efecto piezoeléctrico, ya que crea un voltaje al vibrar cuando recibe la carga por el circuito eléctrico proveniente de la batería. Otra razón es que el cuarzo no pierde mucha energía en la vibración, lo que le permite realizarlo de manera continua.

La frecuencia de las vibraciones depende del tamaño del cuarzo, vibrando de forma más lenta cuanto más grande es la lámina. Normalmente, en un reloj suelen ser 32.768 vibraciones por segundo, aunque varía dependiendo del fabricante. Al vibrar, la lámina de cuarzo envía el voltaje a través del circuito integrado hasta un dispositivo que regula las vibraciones: el trimmer. El trimmer divide las 32.768 vibraciones siendo capaz de obtener un impulso cada segundo. Cada vez que cuenta 32.768 comienza de nuevo de cero generando otro pulso, que se transfiere a un motor de pasos (similar a un conversor digital-analógico y que tiene la ventaja de ser muy preciso) en un reloj analógico, y de ahí a un motor de cadena, que se encargará de mover las agujas. En el caso de relojes digitales, el circuito integrado escala la información directamente a la pantalla del reloj.

Relojes de cuarzo

El primer reloj con movimiento de cuarzo de pulsera fue el Seiko Astron 35SQ, introducido el día de Navidad de 1969, fabricado en oro y que sólo atrasaba 5 segundos al mes. En el año 1972, fue Hamilton la firma que lanzó el primer reloj digital, bajo la marca Pulsar. Tras estos primeros relojes de cuarzo, fueron marcas como Casio, Seiko o Citizen las que más se prodigaron en elaborar este tipo de relojes, Muchas marcas suizas han adaptado también el cuarzo, debido al gran número de funciones que se pueden ofrecer, como alarmas, cronógrafos, calendarios perpetuos, etc., y que en un reloj mecánico están reservadas a modelos con grandes complicaciones, de un elevadísimo coste..

En la actualidad, los relojes Breitling montan en muchos modelos de su gama profesional los denominados calibres Superquartz, termocompensados con un sistema que, en función de la temperatura, elimina oscilaciones compensando el efecto de la temperatura, aumentando mucho la precisión, hasta menos de 1 segundo al año de desviación.