Padi hitam merupakan salah satu jenis padi yang telah banyak dikembangkan ke dalam berbagai varietas dan berpotensi sebagai bahan pangan fungsional. Paparan suhu tinggi dapat berpengaruh terhadap fertilitas serbuk sari pada masa pembungaan padi. Penambahan pupuk pada tanah dapat membantu menyediakan unsur hara yang mampu menguatkan tanaman dalam menghadapi kondisi cekaman. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh suhu tinggi pada masa pembungaan dan peran jenis pupuk terhadap viabilitas bunga pada tiga varietas padi hitam. Penelitian dilaksanakan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian, Laboratorium Kerjasama UNS-Gifu University, dan Laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta pada bulan Juli 2022 sampai dengan bulan Maret 2023. Rancangan yang digunakan dalam penelitian adalah Rancangan Acak Lengkap faktorial dengan tiga faktor yaitu paparan suhu pada chamber (35°C, 40°C, 45°C, 50°C), penggunaan varietas padi hitam lokal (Melik, Wulung, Cempo), dan pemberian jenis pupuk yang berbeda (kontrol, kompos 40 ton/ha, silika 320 kg/ha) sehingga diperoleh 36 kombinasi perlakuan yang diulang sebanyak 3 kali. Data hasil pengamatan kemudian dianalisis menggunakan analisis sidik ragam (ANOVA) 5%, uji jarak berganda Duncan (DMRT) 5%, serta analisis korelasi dan regresi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan suhu menyebabkan viabilitas bunga pada ketiga varietas padi hitam mengalami penurunan dan pemberian pupuk dapat meningkatkan viabilitas bunga padi hitam di bawah paparan suhu tinggi. Paparan suhu 35°C dan pemberian pupuk silika pada varietas Melik menunjukkan penurunan persentase serbuk sari steril yang merupakan komponen dalam menganalisis viabilitas bunga padi hitam. Paparan suhu 35°C pada varietas Melik juga berpengaruh terhadap parameter yang berkorelasi dengan persentase serbuk sari steril yaitu menghasilkan berat 1000 biji yang tinggi, persentase gabah hampa yang rendah, dan kadar klorofil pada masa panen yang tinggi.