Z-Wave的MAC層控制無線媒介。數據流采用曼徹斯特編碼，數據幀包含了前碼、幀頭、幀數據、幀尾。幀數據是幀傳遞給傳輸層的部分。所有數據都通過小端模式傳輸。MAC層獨立無線媒介、頻率和調制方法，但是要求接收到數據時能從曼徹斯特編碼比特流或解碼比特流獲得幀數據或整個二進制信號。數據通過8bit據塊傳輸，第—位是最高有效位（Most Significant Bit，MSB），數據經過曼徹斯特編碼，以便得到一個無直流的信號。

MAC層具有沖突避免機制，防止節點在其他節點發送數據時開始數據的傳輸。沖突避免機制通過以下方法實現：讓不在傳輸數據的節點進入接收模式，如果MAC層正處于接收數據階段則延遲傳輸，沖突避免機制在所有類型的節點上都被激活。當媒介正忙時，幀的傳輸延遲一個隨機的毫秒數。

MAC層沖突避免機制的核心是CSMA/CA，包括載波監聽、幀間間隔和隨機退避機制。每=個節點使用載波偵聽多路訪問（Carrier Sense Multiple Access，CSMA）機制的分布接入算法，讓各個節點爭用信道來獲取發送權。CSMA/CA方式采用兩次握手機制，即ACK （Acknowledgement）機制：當接收方正確地接收幀后，就會立即發送確認幀ACK，發送方收到該確認幀，.就知道該幀已經成功發送。如果媒介閑時間大于等于幀間隔，就傳輸數據，否則將延時傳輸。

CSMA/CA的基礎是載波監聽。物理載波監聽在物理層完成，通過對天線接收的有效信號進行檢測，若探測到這樣的有效信號，物理載波監聽認為信道忙，MAC載波監聽在MAC層完成，通過檢測MAC幀中的持續間域完成。信道空閑時才能發送數據，如果信道繁忙，就執行退避算法，然后重新檢測信道，避免共享介質碰撞。介質繁忙狀態剛剛結束的時間是碰撞發生的高峰時刻，許多節點郡在等待介質，介質空閑的第一時間所有節點都試圖發送，會導致大量碰撞，所以CSMA/CA采用隨機退避時間控制各個節點幀的發送。