Tất cả các thành phần của nút Sensor phải đặt vừa vào trong một khối. Thông thờng kích cỡ đợc yêu cầu nhỏ hơn 1 centimet khối, đôi khi, phải đủ nhẹ để có thể treo trên không trung. Ngoài các yêu cầu về kích cỡ, khối lợng, việc thiết kế các nút Sensor còn bị hạn chế bởi các yêu cầu nghiêm ngặt khác là :
+ Công suất tiêu thụ phải vô cùng thấp + Hoạt động trong mật độ thể tích cao
+ Giá thành sản xuất thấp và có thể bị bỏ qua mà không ảnh hởng tới toàn mạng + Có thể tự động tổ chức, quản trị và hoạt động không cần can thiệp
+ Thích nghi đợc với môi trờng.
Vì các nút Sensor thờng không tiếp cận đợc nên thời gian tồn tại của một mạng Sensor phụ thuộc vào tuổi thọ nguồn năng lợng của nút. Năng lợng cũng là tài nguyên hiếm do bộ nguồn có kích cỡ giới hạn. Ví dụ, tổng năng lợng dự trữ trong một hạt Sensor thông minh là 1J. Trong mạng Sensor tích hợp vô tuyến (WINS), dòng điện trung bình cung cấp phải nhỏ hơn 30 àA để đảm bảo thời gian sống dài. Các nút WINS đợc cung cầp năng lợng từ pin lithium (Li) tiêu chuẩn hình đồng xu (đờng kính 2.5 cm dày 1cm). Ngoài ra, có thể tăng thời gian sống của mạng bằng cách tìm lấy năng lợng từ môi trờng. Các ô pin mặt trời là một ví dụ.
Bộ thu phát của các nút Sensor có thể là các thiết bị quang thụ động hoặc tích cực hoặc các thiết bị vô tuyến (RF). Truyền thông tần số vô tuyến yêu cầu điều chế, bộ lọc thông dải, giải điều chế và ghép kênh làm cho chúng trở lên đắt và phức tạp. Ngoài ra, suy hao đờng truyền tín hiệu giữa hai nút Sensor tỷ lệ theo luỹ thừa bậc bốn của khoảng cách do các nút Sensor sử dụng antent đẳng hớng. Tuy nhiên, truyền thông vô tuyến đợc quan tâm trong hầu hết các dự án nghiên cứu vì các gói tin truyền trong mạng Sensor có kích thớc nhỏ , tốc độ số liệu thấp (thờng nhỏ hơn 1 Hz) và khả năng sử dụng lại tần số cao do khoảng cách truyền thông ngắn. Các đặc điểm này tạo ra cho thấy hệ số sử dụng hệ thống vô tuyến là thấp. Tuy nhiên, việc thiết kế các mạch vô truyến có hiệu quả về năng lợng và hệ số sử dụng thấp vẫn còn là một thách thức công nghệ. Các kỹ thuật vô tuyến thơng mại hiện nay vẫn không đợc nh mong muốn vì chúng còn tiêu thụ nhiều năng lợng.
Mặc dù đã có các bộ xử lý công suất tính toán cao với kich thớc nhỏ nhng hiện tại chúng vẫn cha đợc phổ biến. Ví dụ, một vi hạt thông minh (smart dust mote) nguyên bản là một bộ vi điều khiển 4 MHz Atmel AVR 8535 với 8 Kb bộ nhớ tốc độ cao, 512 byte RAM và 512 byte EEPROM (ROM lập trình bằng điện). Hệ điều hành TinyOS đ- ợc sử dụng trong bộ xử lý này, với 3500 byte không gian chứa mã OS và 4500 byte không gian có sẵn. Bộ xử lý của một nút Sensor nguyên bản khác, gọi là àAMPS (à- Adaptive Multi-domain Power aware Sensors-Vi cảm biến nhận biết năng lợng đa miền thích ứng), có một vi xử lý 59 – 206 MHz SA – 1110 sử dụng hệ điều hành đa nhiệm à-OS.
Hầu hết các nhiệm vụ cảm biến yêu cầu có một sự hiểu biết về vị trí. Vì các nút Sensor thờng đợc triển khai ngẫu nhiên và hoạt động tự động, nên chúng cần phải có một hệ thống tìm đờng. Hệ thống này cũng đợc yêu cầu bởi nhiều giao thức định tuyến. Thông thờng, các nút Sensor còn đợc trang bị hệ thống định vị toàn cầu GPS có độ chính xác nhỏ hơn 5m. Nhờ vậy, chúng có thể tự động tìm vị trí thích hợp và có khả năng định vị chính xác các hiện tợng đích.