1921年首次发现在酒石酸钾钠晶体材料中的铁电性质，即这种材料具有自发极化，且自发极化的方向可随外加电场而变化。所谓自发极化，是指在晶体的单位晶胞中，正负电荷的中心不重合，故每一个晶胞具有固定的电偶极矩。在铁电陶瓷晶体中，可分成一些小区，每个小区中自发极化的方向一致，称为电畴，而不同的电畴之间极化方向不同，由于在大块晶体中，电畴是混乱排列的，故整个晶体对外不显电场，但在外电场作用下，电畴将发生重新取向，从而对外显出电场，且电场P随外电场E的变化呈现出电滞回线特性。大部分铁电晶体中，自发极化的强度随温度升高而减小，到某一临界温度(称为居里温度)Tc时降为0，即从铁电体转变为顺电体，这种变化与晶体中原子(离子)规则分布的对称性的提高有关，这时也伴随着晶格结构的微小改变和调整，与此同时，材料的介电性质、弹性、光学性质、热力学性质等都可能出现明显的改变，这使得铁电材料具有重要的应用价值。

某些铁电晶体具有一种非常有用的性质，就是在这些材料(晶体)上施加一个外应力时，在晶体的两端可产生电压或电荷释放，这种现象称为正压电效应。反之，在这些晶体上外加一个变化的电场，则材料的形状会发生相应的改变，这种现象称为负压电效应。1946年有两位科学家(R.B.Gray和S.Roberts)发现，把BaTiO₃铁电陶瓷在100-200℃高温下，采用强电场进行极化处理后具有很强的压电效应，这是因为极化处理使铁电陶瓷中的电畴尽可能地沿电场方向一致排列，使得压电性能充分体现出来。具有这种特性的陶瓷称为压电陶瓷。其后以BaTiO₃为基础的各种压电陶瓷材料纷纷被研制成功，用于制造拾音器和超声转能器，1954年B.Jatte发现锆钛酸铅系材料(PZT)具有更优良的压电特性，为了适应不同的应用要求，又对PZT进行了广泛的掺杂改性研究，此后不断发布的压电陶瓷材料专利技术不下几百种。

压电陶瓷材料在现代科技领域中有极其广泛的应用，一种是将电能转换为机械能，如各种扬声器、蜂鸣器、超声波发生器、超声清洗嚣、乳化器等，还可将电信号转变为机械位移，用于制造压电位移嚣、继电器、压电泵、风扇和电动机等；另一种是把纷能转换成电能，例如产生高电压，制造点火嚣、引爆器、灭蚊器……。压电变压器是其应用中的典型例子，如图所示：驱动部分的压电材料在交变电压V1的作用下，通过负压电效应产生机械振动，并以弹性波的形式传到发电部分的压电材料上，在此再通过正压电效应把机械能转变为电能，即在发电部分产生电压V2，它的重要特点是升压比(V2/V1)可以非常高，达到104数量级，可用于小功率的高压电源，而且这种变压器可以做得非常小。

声纳系统是压电陶瓷材料的又一个有趣的应用，轮船或军舰在大海上行驶，需要了解海里的信息，例如海里的沉船、暗礁、珊瑚礁，或者探测水下的潜水艇、炸弹等等。在陆上通常的方法是借助光学望远镜或雷达波，但是光波和电磁波在水中传播时衰减很快，因此稍微远一步便什么也“看”不到了。人们发现声波在水中可以传得很远，而且声波在水下的传播速度比空气里更快，于是科学家们马上想到利用声波来探测海洋中的秘密是一个很好的方法，声纳随之被研制出来。说起来也很简单，利用压电陶瓷材料做成一个声波发生器，即在交变电场作用下，压电陶瓷材料通过负压电效应产生机械振动(伸长或缩短)，在共振频率下可产生很强的声波，这种声波在海水中可以传播几十海里，与光波一样，当遇到障碍物时，就能反射回来，再利用一个声音接收器，就是一个很灵敏的压电材料，当受到声波的作用时(实际上是一种微小的振动)，压电陶瓷通过正压电效应把声波转换成电信号记录下来，通过计算就可以判断水下障碍物的方向和距离。现在用压电材料做的水下声发射器，功率可达兆瓦级，而用压电陶瓷制作的水听器(声波接收器)比人的耳朵还要灵敏得多，这就是现代远洋轮船或军舰上常用的声纳系统，也可叫做“水下雷达”，借助于声纳就好像轮船在水中安上了千里眼和顺风耳，可以看到水中的鱼群，发现水中的各种目标，包括潜艇、沉船、暗礁、深水炸弹，以致用于探测海底的地貌、编制海图、海洋地质调查、航道疏通及港务工程、海底电缆及管道数设工程、导航、海事救护等。

还有一种铁电陶瓷材料，它不需要先经过强电场极化，便可表现出强烈的电致伸缩效应，其应变量s与外电场强度E的二次方成正比，S=ME2，M为电致伸缩系数。具有这种特性的陶瓷叫做电致伸缩陶瓷，其特点是，随电场变化其电致伸缩大，并且电场-应变的关系十分稳定，响应速度也很快，因此可用来制作精密加工的微位移器和定位器，其位置调节精度可达纳米(10-9m)，定位精度高达5nm。在这方面电致伸缩陶瓷比一般压电陶瓷有更高的精度，这大大推动了微细加工技术和电控微位移工程技术的发展，具有深远的意义。