Penelitian ini betujuan untuk membandingkan tingkat pencemaran air di muara Sungai Gembong dan muara Sungai Rejoso berdasarkan keanekaragaman fitoplankton. Adapun komposisi fitoplankton di muara Sungai Gembong terdiri dari 45 sepesies sedangkan di muara Sungai Rejoso terdiri dari 16 sepesies. Berdasarkan nilai indeks keanekaragaman fitoplankton secara mewaktu maka di muara Gembong mengalami pencemaran ringan sedangka di muara sungai Rejoso mengalami pencemaran sedang. Berdasarkan nilai indeks dominasi di masing-masing muara sungai maka indikator biologi di muara Sungai Gembong adalah skeletonema costatum dan di muara sungai Rejoso adalah surirella robusta. Faktor lingkungan terukur ynag paling berpengaruh terhadap keanakaragaman jenis fitoplankton di muara Sungai Gembong adalah kandungan fosfat pH dan kandungan nitrat sedangkan di muara sungai Rejoso adalah pH konduktivitas nitrat dan kecerahan.