前身はトヨタ自動車の開発部門であり、現在もトヨタグループに属している。

1949年（昭和24年）に日本電装株式会社として創業以来、トヨタ自動車を中心に自動車用電装部品を拡販し、現在では世界の主要なカーメーカーに広く製品を供給している。

売上高は2014年（平成26年）3月時点で4兆円を超え、東証一部 TOPIX Core30　企業である。また2013年（平成25年）度版Fortune Global 500リストでは242位にランクされた。

東洋経済による2016年（平成28年）度の国内従業員数ランキングでは、正社員数が146,714人で12位、非正規社員数は29,583人で14位となっている。

主な製品は自動車の熱機器関連、エンジン関連（各種センサ、ECU、燃料噴射装置、点火装置、噴射ポンプ、コモンレールシステム）、電気機器関連、電子機器関連、ITS関連である。自動車部品を広範囲に扱っているが、センサ技術を応用した産業用無人航空機（ヒロボーが機体開発に協力したドローン）分野にも参入した。
また近年、バイオ分野やヘルスケア分野、情報分野、製品としてはワインセーバーや基礎化粧品など、様々な取り組みもしている。

1970年代には Nippon Denso から取られたNDで始まる型番のアマチュア無線機器を生産、またKDDIを中心に携帯電話端末も供給していた。2007年（平成19年）まで細々とではあるがNTTドコモの自動車電話「デジタル・カーホン」を生産していた。

携帯電話にURIなどを転送する際に使われる、QRコードの開発を行ったのも同社である。QRコードは同社の子会社である株式会社デンソーウェーブの登録商標である。

CO2冷媒ヒートポンプ給湯器「エコキュート」は同社と電力中央研究所、東京電力が共同開発した技術である。CO2冷媒カーエアコンの開発技術を生かして製品試作段階から深くかかわっている。現在もコロナ向けエコキュートのOEM生産を行っている。

「エジェクタサイクル」を世界で初めて実用化に成功させた。これを搭載した冷凍庫は、従来のシステムに比べて冷凍能力25 %、エネルギー効率は50 %向上。運転時の動力は33 %低減し、年間の消費電力を60 %も低減可能にする。電流を細かく制御することで産業装置から家電製品にまで革命を起こした「インバータ」以来の大発明と言われる。

刈谷本社は、フレックスタイム制が導入されており、コアタイム(コアタイム 夏期は10時10分 - 14時25分、夏期以外は10時10分 - 15時25分)が決まっている。

2015年（平成27年）度から、夏に朝型勤務を促す活動「モーニングシフト」を積極的に取り組んでいる。期間中は効果があり、定時より早く帰宅でき、そこから女性社員を中心に自身の勤務時間を見直す動きも出ている。

2018年度四季報によると、海外勤務者数がトヨタ自動車に次ぎ、日本で二番目に多く、これは丸紅、三菱商事など大手の商社よりも多い。