Z變換（Z-transformation）是一種在數學和工程領域常用的工具，它用於將離散時間信號從時域轉換到復頻域（Z域）。
在離散時間信號處理中，Z變換的地位與作用類似於連續時間信號處理中的拉普拉斯變換。Z變換能夠將線性時不變離散系統的時域數學模型（差分方程）轉換為Z域的代數方程，從而簡化離散系統的分析過程。此外，Z變換還幫助利用系統函式來分析系統的時域特性、頻率回響及穩定性等。
Z變換定義為一個洛朗級數，其收斂域（ROC）定義了級數絕對可和的Z值的範圍。只有在這個收斂域內，Z變換才有意義。Z變換不僅在數位訊號處理和計算機控制系統等領域有著廣泛的套用，而且也是分析離散系統問題的一個重要數學工具。