多层压电陶瓷由数层压电材料组成，与内部电极交错排列。内部电极相继定位为正极和负极，所有正电极都连接到组件一侧的一个外部电极。负极连接在组件的另一侧。与单层压电陶瓷相比，多层压电陶瓷的很大优势在于，在实现与单层压电陶瓷相同的位移时，可以减少施加的电压。单层压电陶瓷的位移等于压电常数 d33 乘以电压，多层压电陶瓷的位移等于压电常数 d33 乘以电压乘以层数。

扫描隧道显微镜（STEM）使用了压电陶瓷技术，扫描隧道显微镜要控制针尖在样品表面进行高精度的扫描，用普通机械的控制是很难达到这一要求的。压电陶瓷材料能以简单的方式将 1mV-1000V 的电压信号转换成十几分之一纳米到几微米的位移。

多层压电陶瓷器件品质要求较高，其内部多层结构需要使用扫描电镜（SEM）观察，例如每一层陶瓷是否有缺陷，多层陶瓷的厚度是否均匀，作为电极的银层是否覆盖均匀，这些结构影响着器件的使用寿命。