ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui konsentrasi dan distribusi logam timbal (Pb) dalam air, branchia, hepar, dan musculus ikan Belanak (Mugil cephalus) di perairan Cilacap serta kerusakan mikroanatominya. Penelitian dilakukan secara eksploratif, pengambilan sampel dilakukan di 3 stasiun yaitu belakang Pabrik Semen Nusantara, Pelabuhan Penyeberangan Dermaga Lomanis Cilacap dan belakang Pertamina UP (Unit Pengolahan) IV. Pengukuran konsentrasi Pb dilakukan dengan menggunakan AAS (Atomic Absorbtion Spectrophotometry). Pengamatan kerusakan struktur mikroanatomi dilakukan dengan membandingkan struktur mikroanatomi branchia, hepar dan musculus Ikan Belanak (Mugil cephalus) normal. Data hasil pengukuran suhu, pH, DO, konsentrasi Pb dalam air di Perairan Cilacap yang diperoleh dibandingkan dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No.82 Th. 2001. Data konsentrasi Pb branchia, hepar, dan musculus dibandingkan dengan Keputusan Dirjen POM No. 03725/B/VII/89. Data yang diperoleh diuji dengan ANOVA (analisis varian) satu arah, dilanjutkan dengan uji korelasi DMRT. Kerusakan struktur mikroanatomi dianalisis secara deskriptif. Dari hasil penelitian di Perairan Cilacap di peroleh data sebagai berikut: konsentrasi logam timbal dalam air menunjukkan nilai sebesar 0,09 ppm, Pb dalam branchia sebesar 1,84 mg/kg, Pb dalam hepar sebesar 2,05 mg/kg dan Pb dalam musculus sebesar 1,33 mg/kg. Logam timbal di Perairan Cilacap terdistribusi merata. Berdasarkan parameter lingkungan, diperoleh data suhu sebesar 29,75 oC, pH sebesar 7,93 dan DO sebesar 13,98 mg/l. Konsentrasi logam timbal dalam air, branchia, hepar, dan musculus dengan parameter lingkungan (suhu, pH dan DO) berkorelasi kecil sampai menengah. Kerusakan mikroanatomi branchia berupa edema sel epithel, lepasnya epithel dari jaringan di bawahnya dan hiperplasia. Kerusakan mikroanatomi hepar berupa edema, inti piknotik, pelebaran sinusoid, karyoreksis, karyolisis dan degenerasi lemak. Kerusakan mikroanatomi musculus berupa edema, hiperplasia dan nekrosis. Kata kunci : Pb, perairan Cilacap, branchia, hepar, musculus.