Kualitas air sungai bersifat dinamis dan dipengaruhi oleh penggunaan lahan di sekitarnya. Pemantauan kualitas air sungai secara rutin penting dilakukan agar masyarakat dapat terus memanfaatkannya dengan aman dan biota  dapat hidup dengan baik di dalam ekosistem  ini. Pemantauan dapat dilakukan melalui penilaian kualitas air sungai dengan memanfaatkan diatom epilitik sebagai bioindikator. Diatom epilitik dapat menggambarkan tingkat kesuburan ekosistem perairan secara efektif. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kualitas fisika-kimia dan biologi serta hubungan penggunaan lahan dengan kualitas air di hulu Sungai Bedadung, Kabupaten Jember. Penelitian dilakukan di badan sungai yang melewati hutan riparian, perkebunan kopi, sawah, dan ladang-pemukiman tidak padat. Data fisika-kimia yang diukur langsung di lokasi  meliputi DO, pH, TDS, konduktivitas, kecerahan, turbiditas, kedalaman air, dan suhu air, sedangkan TP dan TN dianalisis di laboratorium. Data diatom epilitik dikoleksi dengan cara menyikat permukaan batu berukuran sedang. Data vegetasi di sekitar sungai dicatat proporsi dan kelimpahan pohon, semak dan herba. Data parameter fisika-kimia,  diatom epilitik dan vegetasi dianalisis untuk menentukan nilai indeks kualitas air (WQI), indeks diatom trofik (TDI),  dan indeks jasa lingkungan (ESI) yang menunjukkan kualitas setiap tipe penggunaan lahan secara berturut-turut. Hubungan antara ESI, TDI dan WQI dan variabel tunggal fisika-kimia air ditentukan dengan menganalisis data menggunakan principle component analysis (PCA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa air berkualitas baik (WQI = 70,63-87,93) dengan kandungan hara sedang (TDI = 3). Biplot PCA menunjukkan bahwa penggunaan lahan  berkorelasi positif dan kuat dengan kualitas fisika-kimia air, berkorelasi negatif dan kuat dengan TP dan berkorelasi negatif, kuat dan tidak langsung dengan kualitas biologi air. Kata kunci: Kualitas Air Sungai, Indeks Kualitas Air (WQI), Indeks Trofik Diatom (TDI), Penggunaan Lahan