音叉型晶体元件本质上是一种分布参数压电谐振器。一对平行晶体臂在交变电场驱动下作面内反相弯曲振动：两臂瞬时弯曲方向相反，在基座附近形成的惯性力矩相互抵消，因而基座区域接近振动节点，向外部的能量泄漏被显著抑制。这是音叉结构区别于单梁或同相振动模式的核心力学优势，也是其获得高品质因数(Q)的结构根源。
在电学描述上，音叉晶体在谐振附近可用 Butterworth–Van Dyke 等效电路表示，其中动态电感(L1) 对应有效质量，动态电容(C1)对应有效刚度，动态电阻(R1)（等效串联电阻ESR）集中反映全部能量耗散通道。(Q)与(R1) 的关系为：
其中(fs)为串联谐振频率。(R1) 越小、(Q) 越高，谐振曲线越尖锐，频率选择性越好，对微弱外部扰动的分辨能力越强。
当外界声压、光声信号或光热效应作用于振动臂时，有效刚度或阻尼发生变化，进而引起 (fs)、(R1) 或振动幅度的可测偏移。商用石英音叉在常压下的 (Q) 约为(10^4) 量级，真空封装下可达 (10^5) 量级。这一高 (Q) 特征使音叉晶体从单纯的时间频率基准元件，延伸为石英增强光声光谱（QEPAS）等痕量检测系统的核心声学换能器。
音叉型晶体坯料由基座部分、一对振动部分和辅助部分构成。三者的功能不可混同：振动部分决定谐振特性，基座部分决定边界条件与能量泄漏，辅助部分决定端子布置与工艺可行性。
1、振动部分
从基座平行延伸，沿排列方向并排。其截面尺寸、沟槽形貌和电极覆盖直接决定驱动电场分布与动态电阻(R1)。音叉在面内反相弯曲模式下工作，两臂的弯矩在基座处相互抵消，这是低支撑损耗的结构前提。
2、基座部分
是一对振动臂的根部连接区，同时承担向外部布线和机械固定的过渡功能。在力学上，基座并非越“刚”越好：过大的刚度会将支撑结构引入的应力集中反馈到振动臂根部，增加支撑阻尼；过小的刚度则无法为反相振动提供足够的力矩抵消条件。设计目标是在保证根部连接完整性的前提下，使基座附近的应变能密度尽可能低，从而将振动能量约束在振动臂内。
3、辅助部分
包括支撑部分和保持部分。支撑部分位于基座和振动臂在排列方向的一侧，平行于振动臂延伸；保持部分位于基座相对的一侧，将基座与支撑部分连接，形成侧向保持框架。辅助部分不参与主谐振，其功能是提供端子承载区和布线过渡区，并在封装中与板部连接垫形成机械和电气接口。
音叉的反相弯曲振动要求两臂的驱动电场在空间上满足特定的极性关系。对于带沟槽的音叉结构，厚度方向（z方向）对置的沟电极取同极性，宽度方向（x方向）大致对置的电极取异极性；这一配置使驱动电场Ex沿电极法线方向被“直线地”引出，电场强度增大，从而在小型化条件下仍可获得较低的等效串联电阻R1和较高的Q值。若两臂电极的极性或布线破坏这种对称性，面内反相模态与同相模态之间将产生耦合，基座承受净力矩，能量泄漏通道被打开，Q随之下降。
晶体坯料形成
采用光刻配合湿法或干法蚀刻，典型镀膜为Cr/Au 多层结构。
金属镀膜部分形成
采用剥离法（lift-off），涂覆剥离抗蚀剂并开设图案开口，沉积金属膜，去除抗蚀剂及其上的金属，留下所需金属镀层部分。在沉积金属膜时，以剥离抗蚀剂从两侧覆盖切除部分，使切除部分的侧壁被抗蚀剂遮蔽，从而阻断金属膜沿侧壁的连续沉积或“爬镀”。
9KHz音叉晶体产品图（未封装）：
