Pulau Timor merupakan salah satu pulau yang masuk ke dalam kawasan timur Indonesia dan memiliki potensi minyak dan gas bumi. Penelitian pada bagian barat Pulau Timor bertujuan untuk mengidentifikasi potensi area jebakan hidrokarbon berdasarkan struktur bawah permukaan. Kemampuan metode gravitasi dalam menententukan perbedaan densitas dan metode seismik dalam menentukan batas-batas struktur dapat memberikan informasi yang cukup jelas dalam mengidentifikasi struktur bawah permukaan. Kedua metode dalam penelitian ini digunakan dengan memanfaatkan pemodelan ke depan 2D data gravitasi satelit yang didukung dengan data sekunder berupa penampang seismik 2D dan data geologi permukaan. Model bawah permukaan dibuat pada dua lintasan, lintasan A-C dan lintasan D-F. Hasil pemodelan ke depan 2D data gravitasi satelit pada lintasan A-C dan D-F menunjukan lima lapisan batuan dengan kedalaman maksimum ±12,4 km yang terkonfirmasi cukup baik oleh data penampang seismik dan data geologi. Kesesuaian tersebut terlihat oleh model penampang struktur yang dibuat berdasarkan model penampang seismik menghasilkan nilai error yang cukup kecil, yaitu pada lintasan A-C memiliki error 3,93% dan pada lintasan D-F memiliki error 4,63%. Selain itu, analisis turunan horizontal pertama (FHD) dan turunan vertikal kedua (SVD) pada kedua lintasan dapat mengidentifikasi kemenerusan struktur sesar, yang juga teridentifikasi pada penampang seismik dan pemodelan yang dibuat. Model penampang struktur yang telah dibuat dapat memberikan gambaran element petroleum system Pulau Timor, sehingga informasi tersebut dapat digunakan untuk menentukan potensi area jebakan hidrokarbon dan sebagai infomasi awal dalam kegiatan eksplorasi.