Dewasa ini, TiO2 nanopartikel merupakan salah satu senyawa yang banyak diteliti. Hal ini disebabkan karena banyaknya aplikasi senyawa ini baik sebagai katalis di dunia industri maupun sebagai semikonduktor di dunia energi terbarukan. Semakin banyaknya penggunaan, menuntut pemahaman teoritik yang lebih mendalam tentang senyawa ini. Penelitian ini akan membahas tentang pengaruh basis set yang digunakan pada komputasi kluster kecil TiO2 (n = 1 dan 2) sebagai tahap awal dalam upaya memahami properti elektronik seperti diagram orbital molekul dari klaster TiO2. Komputasi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak GAMESS-US dengan metode kalkulasi density functional theory (DFT). Dari hasil penelitian yang dilakukan dengan menggunakan tiga level basis set (STO/MIDI, GTO/6-31G, dan Ahlrich/TZV) diperoleh kesimpulan bahwa dengan menggunakan ketiga basis set ini, properti elektronik yang dihasilkan tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan secara kualitatif. Secara kuantitatif, untuk klaster TiO2 dengan n=1 dan 2, HOMO-LUMO gap yang dihasilkan untuk masing-masing basis set bernilai sama, yakni 3.7388 eV dan 4.8219 eV berturut-turut. Sedangkan energi ionisasi yang dihasilkan memiliki galat berturut-turut 12.9% lebih kecil, 1.4% lebih kecil, dan 1.5% lebih besar daripada nilai eksperimen 9.5+ 0.5 eV.