S ampai dengan saat ini di Indonesia makrozoobentos masih belum banyak digunakan sebagai bioindikator kualitas air, padahal makrozoobentos merupakan hewan dasar yang sangat ideal dengan sifatnya yang filter feeder. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kegiatan yang berpotensi mencemari sungai, kualitas air dengan metode STORET, indeks keanekaragaman, keseragaman, dan dominansi makrozoobentos, serta menganalisis model bioindikator. Penelitian dilakukan pada 6 titik lokasi yang berjarak ± 2 km dan dianggap mewakili habitat makrozoobentos. Kegiatan yang dominan berpotensi mencemari sungai umumnya sumber non-point source antara lain perumahan, warung makan, restoran/kafe, cuci mobil/motor, sekolah, salon, tempat ibadah, pertokoan, dan bengkel. Karakteristik sungai pesanggrahan segmen hulu memiliki kedalaman (0,94–1,71 m), kecepatan arus (0,29–0,98 m/dtk), dan debit (1,68–5,89 m3/dtk). Karakteristik sungai ini adalah sedimen berpasir, kandungan substrat yang dominan yaitu pasir dengan kisaran 26,07–71,01 %. Dengan membandingkan dengan baku mutu PP No. 82 Tahun 2001, kualitas parameter fisika yang melebihi baku mutu adalah TSS (15-79 mg/l) dan kekeruhan (3,12-33,6 NTU), sedangkan parameter kimia adalah BOD (0,9-17,84 mg/l), COD (13,76-55,04 mg/l) dan fosfat (0,76-4,12 mg/l). Analisis dengan metode STORET menghasilkan skor sebesar -21 yang artinya perairan tercemar sedang. Struktur komunitas makrozoobentos yang didapat 12 spesies yang termasuk kedalam 6 kelas yaitu Bivalvia, Gastropoda, Diptera, Olygochaeta, Nematoda dan Coleoptera. Rata-rata hasil indeks keanekaragaman (0,27-1,50), indeks keseragaman (0,27-0,81), dan indeks dominansi (0,43-0,89). Pada model kelimpahan spesies tidak ditemukannya kesesuaian model distribusi. Maka, tidak ada persaingan kuat, dominan, serta tidak ada spesies yang merata dan stabil.