Danau Rawa Pening merupakan salah satu danau prioritas nasional yang telah mengalami pencemaran. Fitoplankton adalah organisme pertama yang terganggu karena perubahan kondisi perairan. Pediastrum merupakan salah satu genus fitoplankton dari kelas Chlorophyceae yang sensitif terhadap perubahan lingkungan danau. Pediastrum berperan penting terhadap produktivitas primer di perairan tawar. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui jenis dan kelimpahan Pediastrum di Danau Rawa Pening serta hubungannya dengan variabel kualitas air. Pengambilan sampel dilakukan tiga kali pada bulan September, Oktober, dan November 2023 di 4 stasiun yang tersebar dari inlet hingga outlet Danau Rawa Pening. Pengumpulan data meliputi pengukuran parameter kualitas air dan pengambilan sampel fitoplankton di permukaan perairan danau. Pengukuran variabel kualitas air meliputi kedalaman, kecerahan, kecepatan arus, suhu, pH, oksigen terlarut (DO) nitrat, dan ortofosfat. Principal component analysis (PCA) digunakan untuk mengetahui hubungan antara kelimpahan Pediastrum dan variabel kualitas air. Pediastrum merupakan genus fitoplankton dari kelas Chlorophyceae yang ditemukan dengan kelimpahan tertinggi mencapai 85,30%. Kelimpahan Pediastrum berkisar antara 789.293-8.386.105 sel/L dengan kelimpahan Pediastrum duplex (91,40%) lebih tinggi dibandingkan dengan Pediastrum simplex (8,60%). Kedalaman perairan termasuk dangkal, kecerahan perairan rendah, serta suhu dan pH sesuai habitat Pediastrum. Konsentrasi oksigen terlarut cukup tinggi. Nutrien baik nitrat maupun ortofosfat menunjukkan konsentrasi yang tinggi. P. duplex berhubungan erat dengan nitrat dan ortofosfat, sedangkan P. simplex berhubungan erat dengan oksigen terlarut dan suhu perairan.