El fundamento del sensor piezoeléctrico o piezoresistivo es similar al de diafragma o capacitivo. Es decir mide el resultado de la presión por un método directo sin tener ninguna influencia el tipo de gas en el interior de la cámara de vacío.

El sensor piezoeléctrico consiste en una cavidad sellada a una presión conocida P0, que es considerablemente menor que el rango de presiones para el cual se quiere medir la presión P. El diafragma que hace de membrana a ambos lados de la cámara, posee una resistencia en función de su deformación. La medida del cambio de la resistencia en el diafragma es proporcional a la deflexión del diafragma producida por un cambio en la presión. Es decir hay un diafragma que por efecto de la presión, presiona sobre el cristal de cuarzo, que hace de transductor en el sensor piezoeléctrico. Se traduce directamente la presión en una fuerza sobre el cristal de cuarzo. Este se deforma, y esta deformación es traducida en una señal de frecuencia que es propia a la presión ejercida por el gas sobre la membrana.

En algunos diseños de este tipo de sensor, se acompaña un sensor de temperatura, que nos indica hasta qué valores la deflexión de la membrana posee un alto grado de reproducibilidad. Este sensor posee una gran sensibilidad y una gran reproducibilidad.

Al ser un sensor directo, que puede trabajar con gran precisión desde presión atmosférica, se utiliza en las cámaras de simulación de atmósfera de Marte, debido a que no es afectado el valor de su medida por la composición de gases de la atmósfera. En este caso concreto se ajusta muy bien a las necesidades atmosféricas, ya que el valor de la atmósfera siempre es mayor de 1mbar, por lo que no se le aplica el error de fin de escala.
La única desventaja de este tipo de sensor, es que no es tan rápido en su respuesta como un Pirani. Por lo que cuando se trabaja en vacío o aire, es mejor trabajar con un Pirani, y cuando se trabaja con atmósferas, distintas al nitrógeno, para pocos bar, es mejor trabajar con un Piezoeléctrico o un Capacitivo.

Otra ventaja de este sobre el Capacitivo, es que no se ve afectada su medida por la posición geométrica del sensor, aunque no puede llegar ni al rango ni a la precisión del Capacitivo.