Ein Kristall-Radioempfänger ist die früheste Form des Radios, die erfunden wurde, und wurde erstmals hergestellt, nachdem die gleichrichtende Eigenschaft von Kristallen im Jahr 1874 vom deutschen Erfinder Karl Braun entdeckt wurde. Viele Kristallformen, wie das Mineral Bleiglanz oder Bleisulfid, die als Kristallkomponente früher Kristallradios dienten, lassen elektrischen Strom hauptsächlich nur in eine Richtung fließen. Dies macht sie nützlich für die Umwandlung von Wechselstrom-(AC)-Funkwellensignalen in Gleichstrom(DC)-Signale, so dass Audioübertragungen von der Funkträgerwelle entkoppelt und abgehört werden können. Das Prinzip des Gleichrichtens von Quarzen führte zu einer breiten Produktion von Quarz-Radioempfängern auf der ganzen Welt, einschließlich ihrer allgemeinen Verwendung im Ersten Weltkrieg. Da sie für den Betrieb keine Batterien benötigten und einfach zu bauen waren, wurden sie bis zur Erfindung der Batterie weit verbreitet. Leistungsverstärker und Vakuumröhren machten Anfang der 1920er Jahre leistungsfähigere Radioempfänger möglich.
Ein Kristallset kann mit nur vier Funktionsteilen gebaut werden. Dazu gehören: die Antenne, die Abstimmspule, der Kristalldetektor und die Ohrhörer. Die Antenne dient dazu, alle an einem bestimmten Ort vorhandenen Umgebungsfunkwellen einzufangen und ihre Leistung als elektrischen Strom in das Quarzradio zu leiten. Die Abstimmspule ist eine Kupferdrahtwicklung, mit der die meisten der vorhandenen Funkwellen ausgeblendet werden, sodass nur die gewünschte weiterverarbeitet wird. Diese gewählte Funkwellenfrequenz wird in den Kristalldetektor geleitet, der die Trägerfunkwelle von dem Audiosignal trennt, das sich auf seiner Reise durch die Luft huckepack trägt. Da das Audiosignal in Ermangelung eines batteriebetriebenen Verstärkers in der Regel recht schwach ist, werden die Ohrhörer dann zum Hören des Kristallradios verwendet, um die Lautstärke zu maximieren.
Seit 2011 werden Kristallradios immer noch als Gegenstand von wissenschaftlichen Schulexperimenten und von Elektro-Bastlern hergestellt, aber ihre geringe Leistung und ihre begrenzte Fähigkeit, weit entfernte Funksignale zu erfassen, haben sie als kommerzielle Produkte überholt. Moderne Komponenten haben sie auch einfacher zu bauen. Dazu gehört das Ersetzen des Whisker-Empfängers der Katze durch eine Festkörper-Kristalldiode. Das ursprüngliche Kristalldesign verwendete einen natürlichen Kristall, den die Schnurrhaarelektrode einer Drahtkatze berührte. Die Elektrode musste auf dem Kristall herumbewegt werden, bis eine Stelle gefunden wurde, an der die Kristallgitterstruktur ein Signal an die Ohrhörer weiterleiten würde.
Kristalldioden verwenden das gleiche Gleichrichtungsprinzip wie der Schnurrhaarempfänger der Katze, erfordern jedoch keine manuelle Einstellung, um ein Funksignal zu übertragen, sobald es von der Abstimmspule abgestimmt wurde. Abgesehen von Bleiglanz wurden mehrere verschiedene Arten von halbleitenden Kristallen verwendet, um diese Rolle zu erfüllen, einschließlich Siliziumkarbid, Eisenpyrit und Zinkit-Bornit. Jedes Material, das eine halbleitende elektrische Eigenschaft hat, kann auch anstelle eines tatsächlichen Kristalls in einem Kristallradio funktionieren. Dazu gehören gewöhnliche Gegenstände wie US-Pennys aus Kupfer, die mit zunehmendem Alter eine angelaufene, halbleitende oxidierte Oberfläche erhalten haben, aber Kristalle selbst sind das am einfachsten zu verarbeitende Material beim Bau eines Kristallradios und am effektivsten.