Buah fresh-cut melon merupakan produk buah yang diolah minimal dan siap santap untuk dikonsumsi oleh konsumen. Buah fresh-cut melon ini mudah rusak dalam keadaan segar. Alternatif penangangan buah fresh-cut melon adalah dengan menggunakan teknologi ozon dikarenakan mampu menekan pertumbuhan mikroba dan bebas dari residu kimia. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh konsentrasi larutan ozon terhadap lama penyimpanan dan karakteristik mutu fisika, kimia dari buah fresh-cut melon. Metode penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 2 faktor, faktor pertama adalah larutan konsentrasi ozon 0.4, 0.8, dan 1.6 ppm. Faktor kedua adalah lama waktu penyimpanan selama 3 hari dan 5 hari. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa hasil kadar vitamin C sebesar 8.43–11.60 mg/100g, pH sebesar 5.19-4.83, total padatan terlarut sebesar rerata 5.10–6.34 °Brix, susut bobot penyimpanan 10 °C sebesar 8.87–14.14% dan susut bobot penyimpanan 30 °C sebesar 15.23–22.30%. Konsentrasi larutan ozon dan lama waktu penyimpanan buah fresh-cut melon memiliki pengaruh tetapi tidak berbeda nyata (p > 0.01) terhadap kadar vitamin C (mg/100g), pH, total padatan terlarut (°Brix), dan susut bobot (%). Lama waktu penyimpanan memiliki pengaruh yang nyata terhadap susut bobot penyimpanan 10 °C. Perlakuan konsentrasi larutan ozon yang baik terdapat pada 1.6 ppm dan lama waktu penyimpanan buah fresh-cut melon yang paling baik yaitu selama 3 hari.