Perkembangan teknologi telah mendorong berbagai inovasi, salah satunya adalah bidang nanoteknologi, yang memiliki peran penting dalam berbagai bidang seperti material science, farmasi, dan bioteknologi. Namun, analisis ukurannya menjadi tantangan kompleks bagi para peneliti karena partikel yang sangat kecil (1-100 nm). Teknik konvensional seperti SEM (Scanning Electron Microscope) dan TEM (Transmission Electron Microscope), dapat mengukur ukuran dan bentuk nanopartikel, namun terbatas pada biaya, akurasi, dan kondisi sampel. Untuk mengatasi tantangan tersebut, segmentasi citra menjadi metode yang efektif dalam pengukuran ukuran nanopartikel. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan akurasi segmentasi nanopartikel pada citra TEM berukuran besar dengan menggabungkan metode thresholding dan watershed, guna memisahkan objek dari latar belakang serta partikel yang saling berdekatan, diikuti dengan perhitungan ukuran partikel menggunakan metode Equivalent Circular Diameter (ECD) dan Bounding Box setelah tahap preprocessing dan segmentasi. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa metode ECD memiliki rata-rata akurasi sebesar 0,99345, sedangkan metode Bounding Box mencapai rata-rata akurasi 0,949431. Dengan tingkat akurasi di atas 0,90, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kedua metode tersebut dapat diandalkan untuk mengukur ukuran nanopartikel secara akurat. Dengan tingkat akurasi yang tinggi, pendekatan ini dapat digunakan secara efektif dalam berbagai pengembangan dan analisis distribusi ukuran nanopartikel, seperti dalam validasi hasil sintesis di laboratorium kimia dan fisika, pengujian kualitas formulasi dalam bidang farmasi, serta pengembangan material fungsional di bidang nanoteknologi. Pendekatan ini juga berpotensi diintegrasikan dalam sistem otomatisasi analisis citra untuk mendukung efisiensi dan ketelitian dalam karakterisasi material berskala nano.