Cabai merah (Capsicum annuum L.) merupakan komoditas hortikultura bernilai ekonomi tinggi yang mudah mengalami kerusakan, baik secara biokimia ataupun mikrobiologi, sehingga memerlukan penanganan pasca-panen yang mudah dan ekonomis, salah satunya adalah pengeringan udara panas.  Namun, terdapat efek negatif dari pengeringan udara panas pada kualitas cabai merah, seperti degradasi mikronutrien dan, kerusakan pigmen warna, sehingga perlu adanya pre-treatment untuk mempertahankan kualitas cabai merah selama pengeringan, yaitu dengan merendamnya pada larutan natrium metabisulfit dan dilanjutkan dengan dehidrasi osmotik.  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakterisasi fisik (rendemen, penurunan bobot, tekstur, serta warna) dan kimia (kadar air, aktivitas antioksidan, vitamin C, serta residu sulfit) cabai merah yang diberi perlakuan perendaman larutan natrium metabisulfit dan dehidrasi osmotik. Penelitian ini juga akan mengkaji manakah perlakuan terbaik dari beberapa variasi perlakuan perendaman natrium metabisulfit dan dehidrasi osmotik. Penelitian ini dilakukan dengan rancangan acak lengkap (RAL) satu faktor. Data karakterisasi fisik dan kimia dianalisis menggunakan ANOVA (p < 0 xss=removed>  Hasil penelitian menunjukkan bahwa perendaman cabai merah ke dalam variasi konsentrasi natrium metabisulfit diikuti dengan dehidrasi osmotik berpengaruh nyata dan positif terhadap karakteristik fisik, yaitu penurunan bobot, tekstur dan warna, yang ditunjukkan oleh kenaikan nilai secara signifikan pada parameter-parameter tersebut. Selain itu, karakterisasi kimia menunjukkan bahwa perendaman cabai merah ke dalam variasi konsentrasi natrium metabisulfit diikuti dengan dehidrasi osmotik menaikkan nilai aktivitas antioksidan sebesar 9.53% - 24.79%. Namun, perlakuan ini menurunkan kadar vitamin C sebesar 12,86% - 35.73%. Selain itu, perlakuan ini juga berpengaruh nyata dan positif terhadap residu sulfit dan kadar air, yang ditunjukkan oleh penurunan nilai residu sulfit dan kadar air secara signifikan. Perlakuan terbaik yang didapatkan berdasarkan uji indeks efekivitas adalah perendaman ke dalam larutan natrium metabisulfit 0.30?n dehidrasi osmotik pada larutan sukrosa 70°Brix.