Faits:
A. Le secteur xxx, sur la commune de Y._, est affecté à la zone industrielle I. D'après l'art. 191 du règlement communal sur les constructions approuvé par le Conseil d'Etat le 7 juin 1995 (ci-après: aRCC), il est permis d'y aménager un logement pour surveillant, intégré à la construction, dans le cas où "l'activité principale du requérant est dépendant[e] de son établissement". Cette disposition autorise néanmoins le conseil municipal à retirer le permis d'habiter en cas de cessation d'activité ou de changement d'affectation de l'établissement, si la présence d'un surveillant ne se justifie plus ou si le logement est occupé par une personne étrangère à l'établissement.
La parcelle n° 3358, située dans ce secteur, est constituée en propriété par étage (PPE) de cinq unités. X._ est propriétaire du lot 6115, qui comprend un appartement de 4 pièces et demie, une tonnelle, un garage et un dépôt sis au rez. Il est également propriétaire, avec deux autres personnes, du lot 6118, qui porte sur des bureaux situés au premier étage. Ces bureaux sont ceux de l'agence immobilière que l'intéressé exploite en raison individuelle à l'enseigne "Z._".
A l'occasion d'un contrôle effectué sur place en février 2009, la police intercommunale du Haut-Lac (ci-après: la PIHL) a constaté que l'appartement compris dans la PPE 6115 était occupé par huit personnes au bénéfice ou en attente d'un permis L. Sur demande de l'administration communale de Y._, X._ a expliqué, par courriel du 11 mars 2009, que la pénurie de logements l'avait amené à héberger cinq Portugais, tous déclarés, qui travaillaient temporairement sur le site chimique de A._. Revenue sur les lieux le 4 mai 2009, la PIHL y a relevé la présence de B._, ressortissante française domiciliée en France. Celle-ci s'est présentée comme l'amie de C._, fils de X._, qui prévoyait de s'établir dans l'appartement de son père. La PIHL en a eu la confirmation par le contrôle des habitants, le 7 mai 2009, auprès duquel C._ avait effectivement annoncé son arrivée.
B. Le 5 mai 2009, C._ a demandé à la commune à pouvoir occuper le "logement [de son père] comme concierge". Il était en effet important que les lieux soient "occupés en permanence à des fins de sécurité". Le 13 mai 2009, l'administration communale a informé X._ que son fils était autorisé à loger dans l'appartement en question, compte tenu des explications de son courrier.
En novembre 2009, la PIHL a constaté que C._ et B._, son épouse, étaient régulièrement inscrits auprès du contrôle des habitants et qu'ils logeaient effectivement dans l'appartement de X._. Entre les 5 et 10 novembre 2009, elle a effectué des passages quotidiens afin de surveiller l'activité de l'agence immobilière; elle n'a rencontré ni son propriétaire, ni toute autre personne travaillant pour le compte de l'entreprise. Interpellé à ce sujet, X._ lui a toutefois assuré, le 11 novembre 2009, que les bureaux de son entreprise se trouvaient toujours dans ce bâtiment mais que, en raison de problèmes d'accès dus aux travaux entrepris par les propriétaires d'un autre lot de la PPE (échafaudages installés autour du bâtiment et accès aux places de parking insuffisamment large), il ne s'y rendait "pas souvent".
C. Par décision du 23 novembre 2009, le conseil municipal de Y._ a imparti à X._, respectivement à son locataire, un délai au 31 mars 2010 pour libérer les lieux, au motif que l'occupation du logement n'était pas conforme à l'art. 191 aRCC. C._ exerçait en effet la profession d'infirmier à titre principal tandis que son épouse était sans emploi. En outre, l'agence immobilière n'avait donné aucun signe d'activité lors des contrôles effectués en novembre 2009 par la PIHL, l'intéressé ayant lui-même admis ne pas se rendre souvent dans les locaux de son entreprise.
X._ a porté sa cause devant le Conseil d'Etat qui, par décision du 2 mars 2011, a rejeté son recours; C._ et son épouse n'ayant pas d'activité principale dépendante d'un établissement industriel au sens des art. 190 et 191 aRCC, l'ordre de libérer les lieux se justifiait.
Le 2 décembre 2011, la Cour de droit public du Tribunal cantonal du canton du Valais (ci-après: le Tribunal cantonal) a rejeté le recours de X._ contre la décision précitée, dans la mesure de sa recevabilité. Le Tribunal cantonal a retenu en substance que la décision communale n'était pas arbitraire et ne heurtait pas le principe de la proportionnalité. L'intéressé invoquait par ailleurs en vain la protection de sa bonne foi.
D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, X._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du Tribunal cantonal du 2 décembre 2011 et de lui octroyer l'autorisation d'occuper ou de "faire occuper" le logement litigieux, subsidiairement de renvoyer la cause à l'autorité cantonale pour nouveau jugement dans le sens des considérants. Il se plaint pour l'essentiel d'une violation de la garantie de la propriété, en relation avec les art. 190 et 191 aRCC, et d'une violation du principe de la protection de la bonne foi.
Le Tribunal cantonal, le Conseil d'Etat ainsi que la commune de Y._ renoncent à se déterminer sur le recours.
Considérant en droit:
1. Dirigé contre une décision prise en dernière instance cantonale dans le domaine du droit public de l'aménagement du territoire et des constructions, le recours est en principe recevable comme recours en matière de droit public conformément aux art. 82 ss LTF, aucune des exceptions prévues à l'art. 83 LTF n'étant réalisée. Le recourant, qui a pris part à la procédure devant le Tribunal cantonal, est particulièrement touché par l'arrêt attaqué qui confirme le retrait par la commune de Y._ du permis d'habiter un logement dont il est propriétaire. Les autres conditions de recevabilité du recours sont réunies, de sorte qu'il y a lieu d'entrer en matière sur le fond.
2. A titre de moyen de preuve, le recourant requiert l'édition du dossier complet par le Tribunal cantonal. Sa requête est satisfaite, la cour cantonale ayant déposé le dossier cantonal complet dans le délai que le Tribunal fédéral lui avait imparti à cette fin (cf. art. 102 al. 2 LTF).
3. Le recourant fait valoir que le retrait du permis d'habiter violerait son droit de propriété, garanti par l'art. 26 al. 1 Cst., reposerait sur une base légale insuffisante et ne respecterait pas les principes de la proportionnalité et de la bonne foi.
L'atteinte au droit de propriété est tenue pour particulièrement grave lorsque la propriété foncière est enlevée de force ou lorsque des interdictions ou des prescriptions positives rendent impossible ou beaucoup plus difficile une utilisation conforme à la destination (ATF 135 III 633 consid. 4.3. p. 637; 131 I 333 consid. 4.2 p. 340). Tel n'est à l'évidence pas le cas de la décision litigieuse, laquelle porte sur le retrait d'un permis d'habiter en zone industrielle, les conditions légales n'étant apparemment pas remplies. Par conséquent, le Tribunal fédéral n'examine que sous l'angle restreint de l'arbitraire la question de la base légale ainsi que l'interprétation et l'application du droit communal (ATF 131 I 333 consid. 4.2 p. 340; 130 I 360 consid. 1.2 p. 362). Il vérifie en revanche librement les questions de l'intérêt public et de la proportionnalité, en s'imposant toutefois une certaine réserve lorsqu'il s'agit de tenir compte de circonstances locales ou de trancher de pures questions d'appréciation (ATF 132 II 408 consid. 4.3 p. 416; 129 I 337 consid. 4.1 p. 344).
4. Le recourant doute que l'art. 191 aRCC représente une base légale suffisante pour restreindre son droit de propriété. Il ne conteste pas que cette disposition constitue une loi au sens formel, mais considère qu'elle est tellement mal rédigée qu'elle est difficilement compréhensible et crée une incertitude juridique.
4.1 L'art. 191 aRCC, qui règle les modalités auxquelles un permis d'habiter peut être octroyé ou retiré dans la zone industrielle I, a la teneur suivante:
Il est autorisé d'aménager un logement pour surveillant dans le cas où l'activité principale du requérant est dépendante de son établissement. Ce dernier devra être intégré à la construction. De même l'aménagement de chambres pour le personnel temporaire, lié directement à l'exploitation, est autorisé à condition qu'elles répondent aux normes d'hygiène en la matière.
Pour les habitations existantes, la création d'un nouvel appartement est inter-dite.
Le Conseil municipal se réserve le droit de retirer le permis d'habiter dans les cas suivants:
a) cessation d'activité ou changement d'affectation de l'établissement.
b) si la présence d'un surveillant ne se justifie plus.
d) si le logement est occupé par une personne étrangère à l'établissement.
4.2 Contrairement à ce que soutient le recourant, la disposition précitée constitue une base légale suffisante pour retirer le permis d'habiter, le législateur ayant clairement imposé le respect de certaines conditions pour obtenir le droit d'habiter en zone industrielle. Autre est la question de savoir si cette disposition a été correctement interprétée et appliquée en l'espèce, ce que nie également le recourant.
4.3 Le Tribunal cantonal a relevé que le législateur avait posé des conditions très strictes quant à l'octroi d'un permis d'habiter en zone industrielle; cette zone n'était en effet par définition pas destinée prioritairement à l'habitation, mais aux activités des établissements industriels, fabriques, entrepôts et garages (art. 190 aRCC). Une limitation des possibilités d'y aménager des logements visait ainsi à préserver la vocation propre de la zone et à protéger l'homme des nuisances typiques qui en émanent. Par ailleurs, l'art. 191 aRCC était clair en tant qu'il imposait un lien entre l'habitation et la place de travail. Dans la perspective de garantir à la zone sa vocation première, ce lien devait revêtir une certaine intensité, sous peine de vider de sa substance la réglementation. Dans ces conditions, les juges cantonaux ont considéré que le retrait du permis d'habiter était justifié, dès lors que le fils du recourant exerçait à titre principal la profession d'infirmier auprès de l'hôpital de A._ et non, comme annoncé à l'exécutif communal, la profession principale de concierge et de surveillant au sein de l'entreprise de son père.
Le recourant n'expose pas en quoi cette motivation serait déraisonnable. Il se contente de présenter sa propre interprétation du règlement communal et d'opposer son opinion à celle des juges cantonaux. Il ne fait en particulier pas valoir que les éléments sur lesquels se sont fondés ces derniers seraient inexacts, ni que le résultat auquel ils ont abouti serait insoutenable. Quoi qu'il en soit, l'interprétation et l'application de l'art. 191 aRCC par le Tribunal cantonal échappent à l'arbitraire et peuvent être confirmées. Pour le surplus, il importe peu que, comme l'allègue l'intéressé, le "requérant" visé par l'art. 191 aRCC ne soit pas son fils mais lui-même; en effet, le logement litigieux est de toute façon occupé par une personne "étrangère à l'établissement" puisqu'il n'existe pas de lien entre l'occupant du logement, à savoir son fils, et l'entreprise sise dans le même immeuble. C'est également en vain que le recourant affirme que sa belle-fille collabore dans son agence immobilière; ce fait, qui ne ressort pas de l'arrêt attaqué, ne peut être pris en compte (cf. art. 105 al. 1 LTF).
Mal fondées, les critiques du recourant relatives à l'absence de base légale et à une mauvaise application du règlement communal doivent être rejetées.
5. Le recourant se plaint d'une violation du principe de la proportionnalité, faisant valoir que l'arrêt querellé le prive de toute possibilité de surveillance de ses locaux. Il soutient que la criminalité qui touche la zone industrielle est essentiellement nocturne et qu'une présence dans les locaux serait ainsi nécessaire la nuit. Ces arguments ne peuvent être suivis. Le refus du permis d'habiter ne prive en effet pas le recourant de toute surveillance. Comme l'a justement souligné le Tribunal cantonal, il appartient aux communes d'assurer la police locale et, à ce titre, de prévenir au besoin les actes de malveillance qui pourraient se produire sur leur territoire. Le fait que, selon le recourant, la police ne serait pas à même d'assurer la sécurité voulue relève de l'application du règlement communal de police et ne saurait, en toute hypothèse, conférer au fils du recourant un droit à occuper le logement litigieux.
6. Le recourant invoque enfin sa bonne foi. Il affirme que l'autorité communale lui a conféré un véritable droit de faire occuper par son fils un logement de surveillance avant de le lui retirer six mois plus tard, sans aucun motif et alors que l'état de fait n'avait pas été modifié.
6.1 Ancré à l'art. 9 Cst. et valant pour l'ensemble de l'activité étatique, le principe de la bonne foi confère à l'administré, à certaines conditions, le droit d'exiger des autorités qu'elles se conforment aux promesses ou assurances précises qu'elles lui ont faites lorsque, sur la foi de celles-ci, il a pris des dispositions sur lesquelles il ne peut pas revenir sans subir de préjudice (cf. ATF 131 II 627 consid. 6.1 p. 636 s.; 129 I 161 consid. 4.1 p. 170; 128 II 112 consid. 10b/aa p. 125). Toutefois, l'administré qui trompe les autorités et leur cache des éléments déterminants ne peut se prévaloir d'assurances reçues de l'autorité qui s'est prononcée en fonction de faits incomplets.
6.2 Comme l'a relevé le Tribunal cantonal, aucun élément ne permet de conclure à l'existence d'assurances ou d'un comportement par lequel l'autorité communale aurait garanti à C._ un droit inconditionnel et de durée indéterminée d'habiter l'appartement litigieux; il n'est pas non plus établi que dite autorité lui aurait fait des promesses dans ce sens. Contrairement à ce que semble croire le recourant, le permis d'habiter octroyé le 13 mai 2009 ne constitue pas une telle promesse ni "un véritable droit" de faire occuper le logement de surveillance par son fils. Pour ce motif déjà, il ne saurait y avoir de violation du principe de la bonne foi. Le Tribunal cantonal rappelle ensuite que l'art. 191 aRCC réserve expressément un contrôle ultérieur par l'autorité et le retrait du permis d'habiter si les circonstances venaient à se modifier. En l'espèce, pour octroyer le permis en question, l'autorité compétente s'est fondée exclusivement sur les déclarations des intéressés, selon lesquelles C._ exercerait la fonction de "surveillant" et de "concierge", vu qu'"il [était] important que les lieux soient occupés en permanence". Ce n'est que plus tard que l'autorité a été informée de la profession réelle exercée par C._. Dans ces circonstances, elle pouvait à bon droit retirer le permis d'habiter en application de l'art. 191 aRCC, sans que l'on ne puisse parler de comportement contradictoire. Le présent grief doit par conséquent également être écarté.
7. Il résulte de ce qui précède que le recours, entièrement mal fondé, doit être rejeté aux frais du recourant qui succombe (art. 65 et 66 al. 1 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, fixés à 3'000 fr., sont mis à la charge du recourant.
3. Le présent arrêt est communiqué aux parties et au Tribunal cantonal du canton du Valais, Cour de droit public.
Lausanne, le 17 avril 2012
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Fonjallaz
La Greffière: Mabillard