Urbanisasi pesat di Kota Surakarta mendorong konversi lahan hijau menjadi kawasan terbangun. Dampak dari perubahan ini adalah berkurangnya ruang terbuka hijau dan meningkatnya fenomena Urban Heat Island (UHI). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perubahan tutupan lahan, distribusi UHI, serta proyeksi perubahan tutupan lahan dan dampaknya terhadap suhu permukaan tanah menggunakan citra satelit Landsat 8 OLI/TIRS. Metode penelitian dilakukan melalui pembuatan peta tutupan lahan menggunakan algoritma Random Forest (RF) pada Google Earth Engine serta perhitungan indeks NDVI, NDBI, LST, dan UHI dengan ArcGIS. Model Cellular Automata-Markov diterapkan untuk memprediksi perubahan tutupan lahan tahun 2029. Hasil penelitian menunjukkan bahwa luas lahan terbangun meningkat 1.253,97 hektar (27%), sedangkan area vegetasi menurun 1.243,69 hektar (27%) dalam kurun waktu 2014–2024. Hal ini mengindikasikan peningkatan area terbangun yang diikuti dengan penurunan Indeks NDVI dan peningkatan Indeks NDBI. Hasil korelasi menunjukkan hubungan negatif antara NDVI dan LST serta hubungan positif antara NDBI dan LST. Intensitas UHI meningkat pada 2014–2019, terutama di pusat kota, tetapi sedikit menurun pada 2019–2024 di beberapa wilayah yang mengalami peningkatan vegetasi. Peningkatan intensitas UHI tetap terjadi di TPA Putri Cempo karena residu dari hasil pengolahan sampah dan Keratonan Surakarta akibat aktivitas antropogenik seperti emisi kendaraan. Proyeksi Tutupan Lahan tahun 2029 menunjukkan lahan terbangun mencapai 4.443,52 hektar (95%), sedangkan area vegetasi menyusut menjadi 151,68 hektar (3%). Jika tren ini terus berlanjut, UHI diperkirakan meningkat, menyebabkan suhu permukaan lebih tinggi dan konsumsi energi meningkat. Pengelolaan ruang terbuka hijau dan pengendalian alih fungsi lahan menjadi penting dalam mitigasi fenomena UHI di Kota Surakarta.