Petani milenial menjadi sumberdaya manusia unggul dan berdaya saing sebagai penentu kemajuan dan keberlanjutan pembangunan pertanian. Sejumlah 55% petani milenial di Provinsi Jawa Barat mengembangkan sub sektor hortikultura, sehingga sektor tersebut mengalami peningkatan produksi. Namun kondisi perubahan iklim berdampak terhadap penurunan produksi pertanian, artinya sektor pertanian rentan terhadap perubahan iklim. Namun sektor pertanian juga berperan cukup signifikan memicu perubahan iklim. Maka petani milenial dituntut adaptif dengan menerapkan Climate-Smart Agriculture (CSA) yang berpilar: (1) Meningkatkan produktivitas dan pendapatan, (2) Adaptasi dan membangun ketahanan terhadap perubahan iklim, serta (3) Mengurangi emisi gas rumah kaca. Meskipun praktik CSA memberikan manfaat jangka panjang, namun sistem pertanian di Indonesia masih diterapkan secara konvensional. Berdasarkan theory of planned behavior, petani milenial dapat memberikan respon terhadap kondisi perubahan iklim dengan perilaku positif (menerapkan CSA) dan negatif (tidak menerapkan CSA) tergantung faktor-faktor psikologis yang mempengaruhinya. Tujuan penelitian ini yaitu: (1) Mendeskripsikan perilaku petani milenial dalam penerapan praktik CSA di dataran tinggi dan dataran rendah; (2) Mendeskripsikan sikap, norma subjektif, persepsi kontrol perilaku, dan niat petani milenial; dan (3) Menganalisis pengaruh antara sikap, norma subjektif, persepsi kontrol perilaku, dan niat terhadap perilaku petani milenial. Untuk menjawab tujuan tersebut, digunakan pendekatan kuantitatif dengan analisis deskriptif dan SEM-PLS. Lokasi penelitian ditentukan secara sengaja, yaitu di Provinsi Jawa Barat. Teknik penentuan sampel dilakukan secara probability sampling, kriteria inklusi, kemudian mengacu asumsi SEM, sehingga diperoleh responden sejumlah 198 petani milenial. Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) Perilaku petani milenial dalam penerapan CSA terdiri dari perilaku perencanaan yang tinggi dan perilaku penerapan yang tinggi pula; (2) Sebagian besar responden bersikap menuju proaktif terhadap penerapan CSA, berpandangan bahwa pihak sekitar tergolong sedang dalam memberikan pengaruh, berpersepsi baik terhadap kontrol perilakunya, dan memiliki niat sangat tinggi untuk menerapkan CSA; (3) Pengaruh: (a) Perilaku secara signifikan dipengaruhi langsung oleh sikap (sedang), persepsi kontrol perilaku (cukup kuat), dan niat (sangat kuat). Niat juga berperan memediasi dan meningkatkan pengaruh sikap dan persepsi kontrol perilaku terhadap perilaku aktual. Sedangkan perilaku tidak dipengaruhi oleh norma subjektif secara langsung maupun tidak langsung melalui mediasi niat; (b) Niat secara signifikan dipengaruhi oleh sikap (sangat kuat), norma subjektif (sedang), dan persepsi kontrol perilaku (cukup kuat); (c) Sikap secara signifikan dipengaruhi norma subjektif (sedang) dan persepsi kontrol perilaku (cukup kuat); (d) Norma subjektif secara signifikan dipengaruhi sangat kuat oleh persepsi kontrol perilaku. Berdasar hasil tersebut, perilaku petani milenial dalam penerapan CSA dapat dioptimalkan dengan peningkatan pembentukan persepsi positif terhadap kontrol perilaku diri, sikap positif terhadap penerapan CSA, dan niat tinggi untuk mengimplementasikannya.