Pemantauan kualitas air pada tangki klarifier WTP sebelumnya masih dilakukan secara manual dan tidak berkelanjutan, sehingga kurang efektif dalam memberikan informasi kondisi air secara cepat. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membangun sistem pemantauan kualitas air secara real-time berbasis ESP32, melakukan kalibrasi sensor pH dan TDS, menguji sistem menggunakan metode Black Box Testing, serta mengimplementasikan alat pada tangki klarifier WTP. Metode penelitian dilakukan melalui tahapan studi literatur, perancangan alat, pembuatan sistem, kalibrasi sensor, pengujian sistem, implementasi di lapangan, dan pengambilan data. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem berhasil dirancang dan diterapkan pada tangki klarifier WTP dengan Sensor TDS memiliki tingkat akurasi sebesar 99,36% - 99,80%, sedangkan sensor pH sebesar 98,83%–99,84%. Hasil pengujian Black Box menunjukkan seluruh fungsi sistem, meliputi pembacaan sensor, tampilan LCD, dan penyimpanan data pada MicroSD, dengan tingkat keberhasilan 100%, sehingga sistem mampu memberikan pemantauan kualitas air secara cepat, akurat, dan berkelanjutan.