Pertanian merupakan sektor vital di Indonesia yang menyerap lebih dari 29 persen angkatan kerja dan bergantung pada produktivitas lahan sawah, yang sangat dipengaruhi oleh kesuburan tanah, khususnya kadar Nitrogen, Fosfor, Kalium, dan pH. Namun, metode konvensional untuk menganalisis unsur hara tanah masih kurang praktis dan mahal. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem prediksi kandungan NPK dan pH tanah berbasis sensor spektral AS7265X dan mikrokontroler ESP32, dengan integrasi tampilan hasil di LCD dan pengiriman data ke platform web melalui protokol MQTT. Metode prediksi yang digunakan meliputi Partial Least Squares Regression dan Random Forest Regression, dengan pra pemrosesan data menggunakan Principal Component Analysis. Hasil pengujian menunjukkan bahwa model Random Forest memberikan performa prediksi yang jauh lebih akurat dengan nilai R untuk Nitrogen sebesar 0,9679, Fosfor 0,9970, Kalium 0,9974, dan pH 0,9394. Sementara itu, model PLSR hanya mencapai R sebesar 0,5011 untuk Nitrogen, 0,4667 untuk Fosfor, 0,3971 untuk Kalium, dan 0,0243 untuk pH. Pengujian sensor menunjukkan bahwa jarak 2 hingga 3 cm dan berat tanah 40 hingga 50 gram memberikan hasil pengukuran paling stabil. Konektivitas WiFi dan pengiriman data melalui MQTT tetap stabil hingga jarak 15 meter, meskipun delay meningkat seiring jarak. Sistem juga berhasil diintegrasikan dengan baik dan dapat bekerja secara real time di lapangan. Dengan rancangan yang portabel dan efisien, sistem ini diharapkan dapat membantu petani dalam memantau kesuburan tanah secara cepat, murah, dan akurat untuk meningkatkan produktivitas pertanian.