Selat Bali merupakan daerah perairan yang memiliki sumber daya perikanan khususnya Ikan Lemuru (Sardinella lemuru) melimpah. Akan tetapi penerapan teknologi untuk estimasi biomassa ikan Lemuru di kedalaman perairan masih belum banyak dilakukan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui estimasi biomassa ikan Lemuru dengan metode hidroakustik dan hubungan estimasi biomassa tersebut dengan parameter oseanografi di Selat Bali. Data penelitian ini berupa data akustik dari BlueRobotics Ping Sonar Altimeter dan Echosounder, data parameter oseanografi dari CTD dan citra satelit. Analisis Target Strength (TS), estimasi panjang ikan, estimasi bobot ikan dan densitas ikan digunakan dalam penelitian ini dan divalidasi dengan membdaningkan hasil perhitungan dari data akustik dengan 120 sampel ikan yang diukur di lapangan. Hasil penelitian Target Strength (TS) dari 3 trip penangkapan ikan Lemuru di Selat Bali berada pada kisaran -49,5 dB sampai -40,5 dB dengan estimasi Panjang Ikan (L) pada kisaran 7,94 cm hingga 22,4 cm, dan estimasi bobot ikan 5–112 gram. Total individu ikan yang terdeteksi dari sensor adalah sebanyak 13.712 ekor dengan rata-rata densitas ikan di area penelitian adalah sebesar 1.733 ind/1.000m3. Estimasi biomassa ikan pada penelitian ini adalah 1.042 kg pada area seluas 7,3 km2 atau 142 kg/km2 dimana trip 2 menjadi yang terbesar dengan total 497 kg dari tiga koordinat penangkapan ikan Lemuru dan trip 3 menjadi area dengan biomassa terendah yaitu 252 kg. Suhu saat pengukuran lapangan lebih hangat dibandingkan saat musim penangkapan, yaitu pada rentang 27,9-29,9 oC saat musim penangkapan ikan lemuru (bulan September-Desember) yang berkisar 24°C-28°C, konsentrasi Klorofil-a berdasarkan model persamaan Gauss dari hasil penelitian ini sebesar 0,2-0,83 mg/m3, rentang tersebut lebih rendah dibandingkan dengan konsentrasi Klorofil-a pada musim penangkapan yang berada pada rentang 0,5-0,9 mg/m3. Adapun nilai salinitas perairan yang dihasilkan dari penelitian ini sebesar 34,3–34,6 PSU, dimana nilai tersebut lebih tinggi dibandingkan salinitas pada musim penangkapan ikan lemuru pada rentang 29,19-33,97 PSU.