Pati merupakan biopolimer alami yang banyak digunakan dalam industri pangan sebagai pembentuk gel, penstabil, perekat, dan agen penahan air. Namun, pati alami memiliki keterbatasan, seperti kestabilan rendah, kekentalan tidak seragam, dan pasta yang dihasilkan cukup keras serta tidak larut air pada suhu rendah maupun tinggi. Keterbatasan ini menjadikan modifikasi pati penting dalam meningkatkan sifat kimia dan fungsional pati. Penelitian ini menggunakan pati singkong, jagung, dan sagu yang dimodifikasi menggunakan teknik fotooksidasi dan cold plasma. Kedua teknik ini dikenal aman, efisien, dan ramah lingkungan untuk meningkatkan kualitas pati sesuai kebutuhan industri. Teknik fotooksidasi menggunakan H2O2 3% sebagai fotoinisiator dikatalisis sinar UV sementara cold plasma menggunakan input udara dengan tegangan 18 kV masing-masing dilakukan selama 15 menit. Hasil analisis menunjukkan perbedaan yang signifikan (P<0>cold plasma menghasilkan karakteristik penurunan kadar air (0,28-0,46%); kadar karboksil (0,05-0,28%); swelling power (0,03-0,17%); dan peningkatan kadar karbonil (0,7-5,85%); kadar amilosa (0,11-0,14%); daya serap air (4,99-16,05%); dan sebagian besar sifat pasting. Teknik fotooksidasi memberikan perubahan karakteristik yang signifikan terutama jenis sampel pati singkong yang menunjukkan perubahan terbesar diantara ketiga pati. Karakteristik pati teroksidasi direkomendasikan untuk aplikasi pada edible film, produk bakery, dan thickener agent.