Sensoren sind Z-Wave-Geräte, die per Funk einen bestimmten Wert oder ein bestimmtes Verhalten an eine Funkzentrale senden oder in Abhängigkeit solcher Werte direkt andere (assoziierte) Z-Wave-Geräte schalten. Ein Beispiel für eine solche Assoziation ist das Schalten eines Lichtschalters durch einen Bewegungsmelder.  Sensoren sind in der Regel batteriebetriebene Geräte, die in einen Tiefschlafmodus fallen und nur in bestimmten Interwallen aktiv werden, um Messwerte an einen Controller oder ein anderes assoziiertes Z-Wave-Gerät zu senden. Je nach Abfragefrequenz ergibt sich dabei eine Batterielebensdauer von 1...3 Jahre. Besonders beliebt sind Multisensoren, bei denen mehrere Messwerte - wie Temperatur und Feuchtigkeit - von einem Sensor ermittelt und dem Z-Wave-Netz zur Verfügung gestellt werden.