Kabupaten Pati merupakan salah satu sentra produksi tebu di Jawa Tengah. Tujuan penelitian ini menganalisis pengaruh penggunaan faktor produksi terhadap produksi tebu dan menganalisis tingkat efisiensi teknis, efisiensi alokatif dan efisiensi ekonomi penggunaan faktor-faktor produksi.Pemilihan lokasi dilakukan secara purposive. Metode penelitian yang digunakan adalah survei dan petani tebu dibakukan sebagai responden penelitian. Pengumpulan data dilakukan menggunakan metode wawancara berdasarkan kuesioner yang telah dipersiapkan. Responden penelitian ini diambil melalui sensus dengan jumlah responden sebanyak 53 petani. Pengaruh faktor produksi terhadap produksi tebu dianalisis menggunakan regresi linier berganda dengan fungsi produksi model Cobb-Douglas. Efisiensi teknis menggunakan pendugaan Maximum Likelihood. Efisiensi alokatif melalui perbandingan nilai produk marginal dengan harga input. Efisiensi ekonomi hasil perkalian efisiensi teknis dengan efisiensi alokatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi teknis tercapai pada faktor produksi luas lahan, bibit, pupuk organik, pupuk ZA dan pestisida amegrass menunjukkan pengaruh signifikan terhadap produksi tebu di Kecamatan Kayen Kabupaten Pati. Faktor produksi yang belum mencapai efisiensi secara alokatif yaitu luas lahan, bibit, pupuk ZA, dan pestisida amegrass, sedangkan faktor produksi yang tidak efisiensi secara alokatif yaitu pupuk organik. Hasil perkalian nilai efisiensi teknis dengan efisiensi harga menunjukkan bahwa faktor produksi usahatani tebu di Kecamatan Kayen belum efisien secara ekonomi.Kata kunci: faktor-faktor produksi, efisiensi, usahatani tebu.