Les méthodes de caractérisation concernent aussi bien les particules produites sous forme sèche que les suspensions colloïdales ou les produits finis après intégration. Leur but est de contrôler le bon déroulement des opérations réalisées. Sont caractérisés : la morphologie et la composition des nanoparticules élaborées,  leur stabilité colloïdale, les propriétés spécifiques recherchées (optiques, mécaniques, thermiques, ...), leur bonne dispersion dans la matrice d'intégration, ... 

Les techniques les plus couramment employées sont: les microscopies MET et MEB, l’analyse DRX, la spectroscopie IR, la DLS, la zétamétrie, la spectroscopie UV-VIS, ...