Los sensores  Z-Wave son dispositivos que transmiten ciertos valores del entorno o ciertos comportamientos a una Unidad de Control también Z-Wave. Incluso pueden controlar otros dispositivos Z-Wave directamente, usando la función de asociación de Z-Wave. Un ejemplo de tal asociación es el encendido de la iluminación con un sensor de movimiento. Los sensores normalmente son dispositivos alimentados por baterias. Dependiendo del radio de alcance en que se utilice la vida de las baterias puede estar entre uno y tres años. Resultan muy interesantes los multi-sensores Z-Wave, donde varios valores del sensor como la temperatura o la humedad son transmitidos desde un solo dispositivo via Z-Wave.