Kabupaten Timor Tengah Utara (TTU), Provinsi Nusa Tenggara Timur, merupakan wilayah lahan kering dengan keterbatasan ketersediaan air, dan curah hujan musiman yang mempengaruhi kondisi permukaan bumi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik termal permukaan, kondisi vegetasi di Kabupaten TTU melalui pemetaan, dan analisis spasial parameter Land Surface Temperature (LST), serta Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) menggunakan data citra Landsat 8 OLI/TIRS tahun 2021 dan 2022. Metode pengolahan data meliputi: konversi Digital Number (DN) menjadi brightness temperature, kalkulasi NDVI, estimasi fractional vegetation cover (PV), land surface emissivity (LSE), hingga koreksi LST. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai LST tahun 2021 berkisar antara 14,35–36,14 °C, dengan nilai rata-rata yaitu 25,25 °C sedangkan tahun 2022 meningkat menjadi 13,95-46,93 °C, dengan nilai rata-rata yaitu 30,44 °C. Suhu maksimum mengalami kenaikan sebesar 10,79 °C. Secara spasial, LST tinggi hingga sangat tinggi terkonsentrasi di wilayah utara (seperti Kecamatan Biboki Anleu, Biboki Moenleu, dan Insana Utara), sedangkan LST rendah hingga sedang mendominasi wilayah tengah, dan selatan (seperti Miomaffo Barat, Miomaffo Timur, dan Bikomi Selatan). Nilai NDVI wilayah TTU berkisar antara -0,20 hingga 0,594 dan nilai rata-rata NDVI diperkirakan menurun dari sekitar 0,31 pada tahun 2021 menjadi 0,27 pada tahun 2022, yang menunjukkan adanya penurunan kerapatan vegetasi di beberapa area pada tahun 2022. Analisis spasial menunjukkan adanya hubungan berbanding terbalik (negatif) antara NDVI dan LST, wilayah dengan NDVI tinggi/vegetasi rapat memiliki LST yang cenderung lebih rendah akibat proses evapotranspirasi, sedangkan wilayah bervegetasi jarang dengan kelembapan rendah menunjukkan LST yang lebih tinggi. Informasi ini penting sebagai data dasar geofisika lingkungan, dan pendukung pengelolaan wilayah lahan kering di Kabupaten TTU.