Banjir dan kekeringan merupakan persoalan rutin yang terjadi di Daerah Aliran Sungai (DAS) Cilemer karena kualitasnya menurun. Penerapan Konservasi Tanah dan Air (KTA) merupakan salah satu upaya untuk meningkatkan kualitas DAS Cilemer. Studi ini bertujuan untuk mensimulasikan beberapa teknik KTA, mendapatkan alternatif teknologi KTA, dan menyusun arahan pengelolaan DAS yang baik. Penelitian dilaksanakan kedalam beberapa tahap yaitu: (i) pengumpulan data sekunder, (ii) survei lapang (pengumpulan data primer), (iii) analisis data, (iv) running model SWAT, (v) simulasi KTA dengan model SWAT, (vi) skenario pengelolaan DAS, serta (vii) penyusunan arahan pengelolaan DAS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penerapan KTA dapat memperbaiki kualitas DAS yang ditandai dengan menurunnya rasio Qmax/Qmin dan aliran permukaan langsung serta meningkatnya aliran dasar dan water yield. Strip cropping, agroforestry dan embung dapat dijadikan alternatif teknologi KTA yang dapat diimplementasikan secara simultan di DAS Cilemer pada sub agroekosistem dimana teknologi tersebut sesuai untuk diterapkan. Embung adalah skenario pengelolaan DAS terbaik, yang mampu menurunkan aliran permukaan langsung sebesar 29.24%, koefisien aliran tahunan menurun dari 0.25 menjadi 0.17, meningkatkan aliran dasar sebesar 46.00% dan hasil air sebesar 3.99%.