Sensores são dispositivos de conversão de qualquer tipo de atributos físicos (temperatura, luminosidade, força, aceleração, etc.) para uma forma compreensível para os seres humanos ou máquinas. Com a ajuda dos sensores o microcontrolador recebe informações do ambiente ao seu redor e toma decisões baseadas nessa informação. Existem diversos tipos de sensores, cerca de 195 tipos diferentes listados na Wikipedia. Apenas os sensores com sinal eléctrico de saída podem ser ligados ao microcontrolador. Com base no sinal de saída elétrica, é possível segmentar os sensores como digitais e analógicos.
Em sensores analógicos qualquer alteração nos atributos físicos muda os seus valores elétricos, geralmente tensão, corrente ou resistência. Dado que os microcontroladores são dispositivos digitais, o sinal tem de ser convertido de analógico para digital antes de ser entregue ao controlador. Para este efeito, conversores analógico-digital são usados, geralmente são built-in no microcontrolador.
Um sensor analógico que já inclui digitalizador de informação é chamado sensor digital. Sensores digitais também podem padronizar as informações, calibrar sensores e realizar uma grande quantidade de outras funções. Há muitas maneiras para transmitir informações do sensor digital para o microcontrolador: o mais fácil é com sinais lógicos, uma maneira mais complexa - através de alguma interface de ligação de dados. Os exercícios seguintes, porém, introduzem sensores simples e sensores conhecidos na área da robótica.