Abstract The neuronal ceroid lipofuscinoses (NCLs) are a group of recessively inherited neurodegenerative diseases characterized by lysosomal storage of fluorescent materials. CLN3 disease, or juvenile Batten disease, is the most common NCL that is caused by mutations in the Ceroid Lipofuscinosis, Neuronal 3 ( CLN3 ) gene. Sleep disturbances are among the most common symptoms associated with CLN3 disease, yet this is understudied and has not been delineated in an animal model of the disease. The current study utilized a non-invasive, automated piezoelectric motion sensing system (PiezoSleep) to classify sleep and wakefulness in a Cln3 ϕ..ex 1–6 /ϕ..ex 1–6 ( Cln3 KO) mouse model and age- and sex-matched wild-type (WT) controls. The sleep-wake classification by PiezoSleep was found to be about 90% accurate when validated against simultaneous gold standard polysomnographic recordings including electroencephalography (EEG) and electromyography (EMG) in a small cohort of WT and Cln3 KO mice. Our large cohort PiezoSleep study reveals sleep abnormalities during the light period (LP) in male Cln3 KO mice compared to WT male, and more subtle differences in Cln3 KO female mice throughout the dark period (DP) compared to WT female, recapitulating sleep abnormalities seen in CLN3 disease patients. Our characterization of sleep in a mouse model of CLN3 disease contributes to a better understanding of the sleep disturbances commonly reported for CLN3 disease and other NCLs, which will facilitate the development of new disease treatment and management strategies.