Sesar Bawean merupakan salah satu sesar yang perlu diwaspadai karena terletak di utara Pulau Madura yang memiliki populasi hingga jutaan jiwa. Salah satu langkah mitigasi yang bisa dilakukan adalah pemetaan Sesar Bawean untuk dapat mengetahui karakteristik Sesar Bawean. Dalam penelitian ini, dilakukan pemetaan Sesar Bawean menggunakan analisis turunan dengan data gaya berat dari laman TOPEX yang berupa data FAA (Free Air Anomaly). Data tersebut kemudian diolah hingga mendapatkan nilai FHD (First Horizontal Derivative) untuk menentukan garis dugaan sesar dan SVD (Second Vertical Derivative) untuk menentukan mekanisme sesar. Langkah-langkah dalam mendapatkan nilai FHD (First Horizontal Derivative) dan SVD (Second Vertical Derivative) yaitu penentuan densitas rata-rata mengunakan metode Nettleton, pemisahan anomali regional dan residual dengan metode moving average, pengolahan anomali regional dengan analisis turunan hingga didapatkan peta FHD (First Horizontal Derivative) dan SVD (Second Vertical Derivative). Kemudian dilakukan sayatan pada garis dugaan sesar untuk dapat menentukan garis sesar dan mekanisme sesar secara pasti. Hasil yang didapatkan dari sayatan peta FHD (First Horizontal Derivative) dan SVD (Second Vertical Derivative) menunjukkan bahwa Sesar Bawean memiliki mekanisme berupa sesar naik. Namun, dengan mempertimbangkan dari berbagai sumber, dapat disimpulkan bahwa Sesar Bawean memiliki mekanisme berupa sesar oblique dengan pengaruh mekanisme sesar naik.