Z變換，也稱爲Z-transformation，是一種數學工具，用於將離散時間信號（即離散時間序列）從時域變換到複頻域。它在離散時間信號處理中的地位與連續時間信號處理中的拉普拉斯變換相似。Z變換能夠將線性時不變離散時間系統的時域數學模型——差分方程，轉換爲Z域的代數方程，從而簡化離散系統的分析。此外，Z變換還可以用來分析系統的頻率響應和穩定性等特性。
Z變換定義中，Z是一箇復變量，它可以表示爲極座標形式，其實部和虛部分別構成Z平面的橫座標和縱座標。離散信號系統的系統函數（或傳遞函數）通常表示爲該系統對單位抽樣信號的Z變換。因此，Z變換在離散系統分析中起着至關重要的作用，類似於連續系統中的拉普拉斯變換。
值得注意的是，Z變換僅適用於離散信號，對於連續信號則沒有意義。它實際上是離散信號的拉普拉斯變換的一種表現形式，其中連續信號的拉普拉斯變換中的e^(-sT)項在離散信號中轉換爲z^(-n)，其中z = e^(-nT)且n是離散時間變量。這樣，連續信號的拉普拉斯變換中的s變量在離散信號的Z變換中由z變量替代，使得離散信號可以在複頻域內進行分析。
另外，z轉換也可以指數據標準化或自動縮放的過程，在統計分析中將原始數據轉換爲具有可比性的z分數。這種轉換使得數據具有零均值和單位標準偏差，如果原始分佈是正態分佈，則轉換後的數據屬於標準正態分佈。這種z轉換在統計學中用於提高兩個樣本之間的可比性。