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最核心的构件，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。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，生物素等可以让QCM作为基因传感器在生物领域的有着广阔应用。
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，可以精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。
QCM作为微质量传感器具有结构简单、成本低、灵敏度高、测量精度可以达到纳克量级的优点，被广泛应用于化学、物理、生物、医学和表面科学等领域中，用以进行气体、液体的成分分析以及微质量的测量、薄膜厚度及粘弹性结构检测等。它的在线跟踪检测微观过程的变化，获取丰富的在线信息的优点，是其他方法无法比拟的。这项技术以其简便、快捷、灵敏度高、在线跟踪等优势，必将与其他技术结合成为微观过程与作用机理研究，微量、痕量物质的检测等方面十分有效的手段，获得广泛应用。
